人教版高中化学选修四课件第4章第1节

高中化学课件灿若寒星整理制作高中化学课件灿若寒星整理制作人教版高中化学选修四课件第4章第1节第一节原电池第一节原电池1.以铜锌原电池为例，熟练掌握原电池的工作原理。2.能正确判断原电池的正负极。3.熟练书写原电池的电极、电池反应方程式。1.以铜锌原电池为例，熟练掌握原电池的工作原理。1．电流是怎样形成的？【答案】电子的定向移动形成电流。2．什么是氧化还原反应？【答案】有电子得失或共用电子对偏移的化学反应叫氧化还原反应，表现为化合价的变化。温故温故知新1．电流是怎样形成的？温故温故知新知新知新1．装置及电极反应如下图所示是________装置，是借助__________反应将________转化为_______的装置。a是______，b是________，外电路电子由______通过导线流向____，内电路________向a极移动，______向b极移动。互动探究原电池知能探究原电池氧化还原化学能电能负极正极Zn

Cu

Cu2＋

1．装置及电极反应互动探究原电池知能探究原电池氧化还原化请分别写出电极反应式和总反应方程式：a极：__________________；b极：__________________；总反应方程式：__________________________。Cu2＋＋2e－===Cu

Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuZn－2e－===Zn2＋请分别写出电极反应式和总反应方程式：Cu2＋＋2e－===C2．工作原理(1)原电池原理是把____________________________进行，还原剂在____极上失去电子发生______反应，电子通过导线流向_____极，氧化剂在_____极上得到电子发生________反应。氧化反应和还原反应分开负氧化正正还原2．工作原理氧化反应和还原反应分开负氧化正正还原(2)原电池形成的条件①__________________________，其中一个相对来说较活泼，另一个相对来说较不活泼，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液中。②________溶液。③_______________。④能自发地发生____________________反应。(3)盐桥的作用①使整个装置构成___________。②平衡电荷。两个活泼性不同的电极电解质形成闭合回路放出能量的氧化还原闭合电路(2)原电池形成的条件两个活泼性不同的电极电解质形成闭合探究1：原电池正负极的判断方法有哪些？1．由组成原电池的两极材料判断较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。2．根据电流方向或电子流向判断外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。3．根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。探究1：原电池正负极的判断方法有哪些？4．根据原电池中两极发生的反应判断原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断。5．根据电极质量的变化判断原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。4．根据原电池中两极发生的反应判断6．根据电极上有气泡产生判断原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。7．根据某电极(X)附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较弱。6．根据电极上有气泡产生判断将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电流计连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是(

)A．Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2＋NaOH(aq)将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电答案：B答案：B在下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(

)【答案】CMNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液在下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，【解析】本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。人教版高中化学选修四课件第4章第1节1．设计原电池时，用____________的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用____________的物质作为正极，正极从外电路得到电子。2．在原电池的内部，两极浸在____________中，并通过__________的定向运动而形成内电路。3．放电时，负极上的电子通过导线流向______，再通过溶液中离子形成的________构成回路。原电池的设计还原性较强氧化性较强电解质溶液正负离子正极内电路1．设计原电池时，用____________的物质作为负极，探究2：如何设计原电池？构成原电池的基本条件，也是进行原电池设计的基本依据。(1)根据电池反应写出电极反应式。(2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以一般正极和负极不能用同一种材料。两个电极的构成分为四种情况：探究2：如何设计原电池？①活动性不同的两种金属。例如，铜锌原电池中，锌板作电池的负极，铜板作电池的正极。②金属和非金属。例如，锌锰干电池中，锌片作电池的负极，石墨棒作电池的正极。③金属和化合物。例如，铅蓄电池中，铅板作电池的负极，二氧化铅作电池的正极。④惰性电极。例如，氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。①活动性不同的两种金属。例如，铜锌原电池中，锌板作电池的负极(3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为正极提供放电的物质，因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则负极中的电解质溶液应有与电极材料相同的阳离子。例如：在锌、铜和稀硫酸构成的原电池中，锌极应置于ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2等溶液中；正极材料置于稀硫酸中，稀硫酸还可以换成盐酸。(4)形成闭合回路。(3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为正极提供放电的物质，因根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag(1)装置可采用烧杯和盐桥，画出原电池的装置简图。注明原电池的正极、负极和外电路中电子的流向。(2)写出两个电极上的电极反应。根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu＋2Ag＋==解析：先确定正、负极，分析半电池的电极反应，然后根据电极反应确定电解质溶液。首先将已知的反应拆成两个半反应：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极材料为Ag。原电池由两个半电池组成，铜和铜盐溶液组成铜半电池，银和银盐溶液组成银半电池，中间通过盐桥连接起来。人教版高中化学选修四课件第4章第1节答案：(1)如下图所示：(2)负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag答案：(1)如下图所示：依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，设计一个最简单的原电池。(1)在下边方框内画出实验装置图，并指出正极为____________，电极反应式为_______________________；负极为__________________，电极反应式为__________________。依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如右图所示：请回答下列问题：①电极X的材料是__________，Y的材料是____________，电解质溶液Z是____________。②盐桥的作用是________________________________________________________________________。③外电路中的电子是从________电极流向________电极。(2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如右图所【答案】(1)实验装置图如右图：Pt(合理即可)

2Ag＋＋2e－===2Ag

Cu

Cu－2e－===Cu2＋(2)①Cu

Ag

AgNO3②将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导③Cu

Ag【答案】(1)实验装置图如右图：【解析】本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，理解带盐桥的原电池的组成原理。根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应)：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag；然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极要保证Ag＋得到负极失去的电子，电解质溶液只能用含Ag＋的电解质溶液，如AgNO3溶液。而正极材料的活泼性比Cu弱。在带盐桥的原电池组成半电池时，注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如Cu2＋/Cu或Ag＋/Ag。【解析】本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，理盐桥作用的实验探究1．原理盐桥是将热的琼脂溶液(可以是饱和KCl溶液或NH4NO3溶液)倒入U形管中(不能产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中制得。离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。创新探究盐桥作用的实验探究创新探究2．问题探究(1)实验步骤实验设计如下：①按照左下图所示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流计指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生，以及电流表指针偏转角度的变化。人教版高中化学选修四课件第4章第1节铜锌原电池装置示意图(Ⅰ)铜锌原电池装置示意图(Ⅱ)铜锌原电池装置示意图(Ⅰ)铜锌原电池装置示意图(Ⅱ)②按照右上图组装实验装置，注意最后再将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流计指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。②按照右上图组装实验装置，注意最后再将盐桥插入两种电解质溶液(2)实验记录(3)实验结论：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况电流表指针偏移情况①②(2)实验记录电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况电流表【答案】(2)实验记录电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况电流表指针偏移情况①锌片质量减少，同时铜片上有红色物质析出，Cu片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、热能开始偏移角度较大，后逐渐减小，最后为零②锌片质量减少，铜片上有红色物质析出，铜片质量增加溶液温度不变化学能转化为电能开始偏移角度较大，后来基本不变【答案】(2)实验记录电极表面温度变化情况能量变化情况电流表(3)实验结论盐桥的作用：①使两个半电池构成闭合回路②能使原电池产生较持续、稳定的电流③能提高电池的使用效率人教版高中化学选修四课件第4章第1节【解析】①对于左下图装置，Zn片：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)

Cu片：Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)因此该装置中化学能转化为电能。【解析】①对于左下图装置，Zn片：Zn－2e－===Zn2＋②对于右上图所示原电池：电极名称及电极反应：锌片：负极Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)铜片：正极Cu2＋＋2e－===Cu(还原反应)总化学方程式：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋人教版高中化学选修四课件第4章第1节当有盐桥存在时，在ZnSO4溶液中，Zn片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失去电子，形成Zn2＋进入溶液，从锌片上释放出的电子，经过导线流向铜片；CuSO4溶液中的Cu2＋从铜片上得到电子，还原成为金属铜并沉积在铜片上，随着反应的进行，左边烧杯溶液中c(Zn2＋)增大，右边烧杯中c(Cu2＋)减小；此时，盐桥中的Cl－会移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断地产生电流。当有盐桥存在时，在ZnSO4溶液中，Zn片逐渐溶解，即Zn被人教版高中化学选修四课件第4章第1节高中化学课件灿若寒星整理制作高中化学课件灿若寒星整理制作人教版高中化学选修四课件第4章第1节第一节原电池第一节原电池1.以铜锌原电池为例，熟练掌握原电池的工作原理。2.能正确判断原电池的正负极。3.熟练书写原电池的电极、电池反应方程式。1.以铜锌原电池为例，熟练掌握原电池的工作原理。1．电流是怎样形成的？【答案】电子的定向移动形成电流。2．什么是氧化还原反应？【答案】有电子得失或共用电子对偏移的化学反应叫氧化还原反应，表现为化合价的变化。温故温故知新1．电流是怎样形成的？温故温故知新知新知新1．装置及电极反应如下图所示是________装置，是借助__________反应将________转化为_______的装置。a是______，b是________，外电路电子由______通过导线流向____，内电路________向a极移动，______向b极移动。互动探究原电池知能探究原电池氧化还原化学能电能负极正极Zn

Cu

Cu2＋

1．装置及电极反应互动探究原电池知能探究原电池氧化还原化请分别写出电极反应式和总反应方程式：a极：__________________；b极：__________________；总反应方程式：__________________________。Cu2＋＋2e－===Cu

Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuZn－2e－===Zn2＋请分别写出电极反应式和总反应方程式：Cu2＋＋2e－===C2．工作原理(1)原电池原理是把____________________________进行，还原剂在____极上失去电子发生______反应，电子通过导线流向_____极，氧化剂在_____极上得到电子发生________反应。氧化反应和还原反应分开负氧化正正还原2．工作原理氧化反应和还原反应分开负氧化正正还原(2)原电池形成的条件①__________________________，其中一个相对来说较活泼，另一个相对来说较不活泼，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液中。②________溶液。③_______________。④能自发地发生____________________反应。(3)盐桥的作用①使整个装置构成___________。②平衡电荷。两个活泼性不同的电极电解质形成闭合回路放出能量的氧化还原闭合电路(2)原电池形成的条件两个活泼性不同的电极电解质形成闭合探究1：原电池正负极的判断方法有哪些？1．由组成原电池的两极材料判断较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。2．根据电流方向或电子流向判断外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。3．根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。探究1：原电池正负极的判断方法有哪些？4．根据原电池中两极发生的反应判断原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断。5．根据电极质量的变化判断原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。4．根据原电池中两极发生的反应判断6．根据电极上有气泡产生判断原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。7．根据某电极(X)附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较弱。6．根据电极上有气泡产生判断将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电流计连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是(

)A．Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2＋NaOH(aq)将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电答案：B答案：B在下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(

)【答案】CMNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌硝酸银溶液D锌铁硝酸铁溶液在下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，【解析】本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D，由M棒变粗，可知B不正确。人教版高中化学选修四课件第4章第1节1．设计原电池时，用____________的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用____________的物质作为正极，正极从外电路得到电子。2．在原电池的内部，两极浸在____________中，并通过__________的定向运动而形成内电路。3．放电时，负极上的电子通过导线流向______，再通过溶液中离子形成的________构成回路。原电池的设计还原性较强氧化性较强电解质溶液正负离子正极内电路1．设计原电池时，用____________的物质作为负极，探究2：如何设计原电池？构成原电池的基本条件，也是进行原电池设计的基本依据。(1)根据电池反应写出电极反应式。(2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以一般正极和负极不能用同一种材料。两个电极的构成分为四种情况：探究2：如何设计原电池？①活动性不同的两种金属。例如，铜锌原电池中，锌板作电池的负极，铜板作电池的正极。②金属和非金属。例如，锌锰干电池中，锌片作电池的负极，石墨棒作电池的正极。③金属和化合物。例如，铅蓄电池中，铅板作电池的负极，二氧化铅作电池的正极。④惰性电极。例如，氢氧燃料电池中，两电极均可用Pt。①活动性不同的两种金属。例如，铜锌原电池中，锌板作电池的负极(3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为正极提供放电的物质，因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则负极中的电解质溶液应有与电极材料相同的阳离子。例如：在锌、铜和稀硫酸构成的原电池中，锌极应置于ZnSO4、ZnCl2、Zn(NO3)2等溶液中；正极材料置于稀硫酸中，稀硫酸还可以换成盐酸。(4)形成闭合回路。(3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为正极提供放电的物质，因根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag(1)装置可采用烧杯和盐桥，画出原电池的装置简图。注明原电池的正极、负极和外电路中电子的流向。(2)写出两个电极上的电极反应。根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：Cu＋2Ag＋==解析：先确定正、负极，分析半电池的电极反应，然后根据电极反应确定电解质溶液。首先将已知的反应拆成两个半反应：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极材料为Ag。原电池由两个半电池组成，铜和铜盐溶液组成铜半电池，银和银盐溶液组成银半电池，中间通过盐桥连接起来。人教版高中化学选修四课件第4章第1节答案：(1)如下图所示：(2)负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag答案：(1)如下图所示：依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，设计一个最简单的原电池。(1)在下边方框内画出实验装置图，并指出正极为____________，电极反应式为_______________________；负极为__________________，电极反应式为__________________。依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如右图所示：请回答下列问题：①电极X的材料是__________，Y的材料是____________，电解质溶液Z是____________。②盐桥的作用是________________________________________________________________________。③外电路中的电子是从________电极流向________电极。(2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如右图所【答案】(1)实验装置图如右图：Pt(合理即可)

2Ag＋＋2e－===2Ag

Cu

Cu－2e－===Cu2＋(2)①Cu

Ag

AgNO3②将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导③Cu

Ag【答案】(1)实验装置图如右图：【解析】本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，理解带盐桥的原电池的组成原理。根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应)：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag；然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极要保证Ag＋得到负极失去的电子，电解质溶液只能用含Ag＋的电解质溶液，如AgNO3溶液。而正极材料的活泼性比Cu弱。在带盐桥的原电池组成半电池时，注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如Cu2＋/Cu或Ag＋/Ag。【解析】本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，理盐桥作用的实验探究1．原理盐桥是将热的琼脂溶液(可以是饱和KCl溶液或NH4NO3溶液)倒入U形管中(不能产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中制得。离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。创新探究盐桥作用的实验探究创新探究2．问题探究(1)实验步骤实验设计如下：①按照左下图所示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流计指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生，以及电流表指针偏转角度的变化。人教版高中化学选修四课件第4章第1节铜锌原电池装置示意图(Ⅰ)铜锌原电池装置示意图(Ⅱ)铜锌原电池装置示意图(Ⅰ)铜锌原电池装置示意图(Ⅱ)②按照右上图组装实验装置，注意最后再将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流计指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。②按照右上图组装实验装置，注意最后再将盐桥插入两种电解质溶液(2)实验记录(3)实验结论：___________________