高中化学第1章化学反应与能量转化1.3化学能转化为电能——电池（第1课时）原电池工作原理课件鲁科版选修4.ppt

第3节化学能转化为电能电池,第1章化学反应与能量转化,第1课时原电池的工作原理,原电池的工作原理,本节知识目录,学习目标定位,1.以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理。2.会正确判断原电池的正极和负极。3.学会原电池电极反应式的书写方法。,学习重难点：,原电池的工作原理。,知识回顾,氧化还原,电能,化学能,Zn2H=Zn2H2,知识回顾,活动性,电解质溶液,自发地氧化还原反应,AD,电极相同,为非电解质,未形成闭合回路,-,+,e-,e-,e-,Cu2+,Cu2+,SO42-,SO42-,溶解,加厚变亮,变浅,发生偏转,化学能转化为电能,锌,铜,铜,锌,锌,铜,溶液的温度略有升高,还有部分Cu2直接在锌电极上得电子被还原，部,分化学能转化成热能,学习探究,锌片溶解，铜片加厚变亮,检流计指针发生偏转,CuSO4溶液的颜色变浅,溶液的,温度不升高,CuSO4溶液中的,Zn2,Cu2,正,负,不偏转。如果要使检流计指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路，若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，检流计指针不会发生偏转。,Cu2不能移向锌片得电子被还原,(2)两个半电池完全隔开，Cu2无法移向锌片，可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。,3实验结论：与问题1中的原电池装置相比较，问题2中双液原电池具有哪些特点?,(1)具有盐桥。取下盐桥，无法形成闭合回路，反应不能进行，可控制原电池反应的进行。,归纳总结,(1)电解质溶液：一般能与负极反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应。(2)电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属导体作正极。,1.原电池原理是把氧化反应和还原反应分开进行，还原剂在负极上失去电子发生氧化反应，电子通过导线流向正极，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。,2.原电池电极及电极反应特点,(1)负极为电子流出极，相对活泼，通常是活动性较强的金属或某些还原剂，电极被氧化，发生氧化反应。(2)正极为电子流入极,相对不活泼,通常是活动性较差的金属或非金属导体,一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被还原，发生还原反应。,3.原电池的设计,从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。,铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、盐桥构成一个原电池，Cu作负极，Ag作正极，其电极反应分别为负极：Cu2e=Cu2，正极：2Ag2e=2Ag，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流的方向与电子的流向相反，因此C正确。,C,Cu2e=Cu2,Pt(或C),2Fe32e=2Fe2,Cu,FeCl3溶液,+2,+3,0,+2,失电子，作负极,作电解质溶液,正极为比铜不活泼的金属或惰性电极,不活泼金属或非金属导体,活泼金属,电子流入,电子流出,还原反应,氧化反应,电极增重或产生气体,电极减轻,(1)正极反应_；负极反应_；总反应方程式_。(2)正极反应_；负极反应_；总反应方程式_。,FeH2SO4=FeSO4H2,H2e=H2,Fe2e=Fe2,3.有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为ZnAg2OH2O=2AgZn(OH)2。(1)Zn发生_反应，是_极，电极反应式是_。(2)Ag2O发生_反应，是_极，电极反应式是_。,负,氧化,Zn2OH2e=Zn(OH)2,还原,正,Ag2O2eH2O=2Ag2OH,2.写出下表中原电池装置的电极反应和总的化学反应方程式：,Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag,2Ag2e=2Ag,Cu2e=Cu2,归纳总结,1一般电极反应式的书写方法：,(3)两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。,(1)定电极，标得失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。,(2)看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H应让其结合OH生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。,归纳总结,2已知电池总反应式，书写电极反应式：,(3)根据质量守恒配平电极反应式。,(1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与产物。,(2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。,以NaOH溶液为电解质溶液时，不应生成Al(OH)3沉淀，而应生成Al(OH)4,电解质溶液的pH应减小,电子通过外电路从负极流向正极,A,B,燃料电池两极材料可以同是石墨,正极也可以放出H2,正极不参与化学反应,B,B,活泼的为负极,阳离子移向正极,Zn在负极上失电子,解析：Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4中时，Al比Cu活泼，Al为负极，失电子被氧化为Al3，Cu为正极，溶液中的H得电子被还原为H2。,解析：Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中时，由于铝钝化，不能溶解，Al为正极，Cu为负极，Cu