原电池衡阳县三中高二化学组演示课件

1、1,第四章 电化学基础,第一节 原电池,高二化学组,第一课时,2,1、电化学,阅读教材P70 回答,研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学,产生电流的反应原电池 自发的，向外输送能量,借助电流而发生的反应电解池 由外界输入的能量推动,2、电化学反应过程及其装置可分为两类,3,氧化反应,Zn-2e=Zn2,铜锌原电池,电解质溶液 H2SO4,失e，沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H+2e- =H2,阴离子,阳离子,总反应,负极,正极,2H+2e- =H2,Zn-2e- =Zn2,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,离子方程式,化学方程式,电极反应,正极,

2、负极,氧化反应,还原反应,阳离子,原 电 池 原 理,外电路,内电路,4,一、原电池的工作原理,化学能转变为电能的装置,1、定义,2、电极,负极,正极,流出,氧化,流入,流入,还原,流出,3、构成条件,有两个活动性不同的电极,电极材料均插入电解质溶液中,两极相连形成闭合电路,一个自发进行的氧化还原反应,5,判断下列哪些是原电池,稀H2SO4,Cu,Cu,酒精,Zn,Cu,CuSO4,Cu,Fe,AgNO3,Cu,C,C,Fe,Zn,A,B,C,F,G,E,D,形成原电池的条件,Zn,Cu,6,4、原电池的正负极的判断方法,微观判断 （根据电子流动方向,电子流出的极 电子流入的极,负极 正极,较

3、活泼的电极材料 较不活泼的电极材料,质量增加或有气泡产生的极 工作后 质量减少的电极,负极 正极,正极 负极,发生氧化反应的极 发生还原反应的极,宏观判断： 根据电极材料 根据原电池电极发生的反应 根据电极现象,负极 正极,7,X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示: 则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为,ZYXW,8,思考：如何才能得到持续稳定的电流,Zn原子把电子直接给Cu2+ ，被氧化成Zn2+，进入溶液;Cu2+在Zn片上直接得到电子，被还原成Cu，相当短路，得不到电流,9,设计如教材P71图4-1所示,Cu2+Zn=Zn2+Cu,ZnSO4

4、溶液中Zn片逐渐溶解，失去电子被氧化成Zn2+，进入溶液 负极（锌电极）：Zn - 2e- = Zn2+ CuSO4溶液中Cu2+从Cu片上得到电子还原成Cu沉积在Cu片上 正极（铜电极）：Cu2+ + 2e- = Cu,有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。 取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过,此电池的优点：能产生持续、稳定的电流,10,什么是盐桥？ 盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。 盐桥的作用是什么？ 可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上

5、了负电。 盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。 导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路,盐桥,11,此装置是原电池吗,锌半电池,铜半电池,电极反应： 负极： ； 正极： ； 总反应：,Cu2+2e-=Cu,Zn2e- =Zn2,Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu,铜锌原电池（盐桥,12,知识拓展,原电池是由两个半电池组成的；半电池中的反应就是半反应,即电极反应。所以半电池又叫电极,1,13,1、（07海南）依据氧化还原反应： 2Ag(aq)Cu(s)Cu2(aq)2Ag(s) 设计的原电池如图所示,电极X的材料是 ； 电

6、解质溶液Y是 ； 银电极为电池的 极，发生的电极反应为 ； X电极上发生的电极 反应为 ； 外电路中的电子 是从 电极 流向 电极,Cu,AgNO3,正,Ag+ + e- = Ag,Cu - 2e- = Cu2,Cu,Ag,课堂练习,14,2、依探究实验4的原理，按以下反应设计一个能持续产生电流的原电池装置，画出装置图。 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,课堂练习,15,3、根据上述原理，为获得较长时间的稳定电流，如何将 “Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装,课堂练习,16,判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式,Cu C,FeCl3溶液,负极： C

7、u 失电子 Cu - 2e- = Cu2+ 正极： Fe3+得电子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2,Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2,先写出总反应：即 负极与电解质溶液反应,拆成离子方程式,Cu + 2Fe3 = Cu2 + 2Fe2,根据化合价升降判断正负极,三、电极方程式的书写,简单原电池电极方程式的写法,17,1.写出Mg、Al与NaOH溶液组成原电池的总 反应和电极反应式,电极的正负与金属活泼性有关外，还与电解质溶液有关,总反应： 离子方程式 负极： 正极,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,18,2.写出Al 、Cu与浓HNO3

8、组成原电池的总 反应和电极反应式,总反应： 负极： 正极,Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ 2NO2 + 2H2O,Cu -2e- = Cu2,2H+ + NO3- +e- = NO2+ H2O,19,练习,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式,2H+2e-H2,负极,总反应,正极,Zn2e-Zn2,Zn+2H+Zn2+H2,20,负极,正极,总反应,正极,负极,总反应,Zn2e- Zn2,2H+2e- H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e - Fe2,Cu2+2e- Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,Fe+CuSO4Cu

9、+FeSO4,21,负极,正极,总反应,Zn2e-Zn2,Cu2+2e-Cu,Zn+Cu2+Zn2+Cu,或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,22,负极,正极,总反应,Fe2e- Fe2,2H+2e-H2,Fe+2H+ Fe2+H2,或 Fe+H2SO4FeSO4+H2,23,1）以自发进行的氧化还原反应为基础 （2）把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 （3）以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 （4）画出装置简图,四、设计原电池思路,24,1、利用下列氧化还原反应设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图(盐桥,Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2,化合价降低得2e,Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2,化合价升高失2e,25,Cu,C,CuCl2,FeCl3,装置图,Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2,能把碳改 为铁吗,26,2、根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池：Zn(s)+Fe2+(aq)=Zn2+(aq)+Fe(s) 装置可采用烧杯和盐桥