人教版高中化学选择性必修1第四章化学反应与电能原电池工作原理课件

原电池的工作原理1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。2．了解原电池的工作原理，能设计简单的原电池。3．能正确书写电极反应式和电池反应方程式。习学目标CuZn稀硫酸--Zn2+H+H+SO42-写出原电池中的总反应方程式和电极反应式，并标出电子转移和离子迁移的方向。总反应方程式：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑电极反应：负极：Zn-2e-==Zn2+（氧化反应）正极：2H++2e-==H2↑（还原反应）e-负极氧化反应正极还原反应角度1电极反应角度2粒子迁移外电路电子迁移：负→正内电路离子迁移：阳离子：移向正极阴离子：移向负极情境导入根据原电池工作原理，预测下面装置能否形成原电池。如果能，写出总反应方程式、电极反应式，标出电子转移方向和离子迁移方向，并预测能观察到的现象。e-电极反应：负极：Zn-2e-=Zn2+

正极：Cu2++2e-=Cu总反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+Zn2+Cu2+观察并记录实验现象，其中哪些与预测一致，哪些与预测不同？知识点一原电池装置的改造实验现象：铜片、锌片表面均附着红色固体，电流表指针偏转，但电流逐渐衰减。相同：铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。不同：锌片表面附着红色固体电流逐渐衰减1.观察并记录实验现象，其中哪些与预测一致，哪些与预测不同？2.分析“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减”的原因。Zn片现象原因锌片表面附着红色固体电流逐渐衰减转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减Zn与Cu2+直接接触发生反应，Zn片、附着在Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原电池，促进了Cu在锌片表面析出。问题探究知识点一原电池装置的改造解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触该装置能量转化率低的原因是什么？如何解决？知识点一原电池装置的改造两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。为什么没有电流？该如何解决？盐桥一种凝胶态的离子导体盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼胶，K+和Cl-可在其中自由移动。知识点一原电池装置的改造双液电池的工作原理CuSO4溶液CuZn2+Cu2+Cl-K+

盐桥中的离子迁移进入两侧电解质溶液，联通了两侧电解质溶液，从而形成闭合回路。ZnSO4溶液e-Zne-负极：Zn-2e-Zn2+

正极：Cu2++2e-

Cu负极氧化反应正极还原反应+-盐桥的作用：形成闭合回路；平衡两侧的电荷，溶液呈电中性；

避免电极与电解质溶液的直接接触，减少电流的衰减。知识点一原电池装置的改造原电池双液电池单液电池电极反应电极材料离子导体电子导体双液原电池解决了电池自损耗的问题负极：Zn-2e-

Zn2+

正极：Cu2++2e-

Cu正极：铜片;负极：锌片正极：铜片;负极：锌片ZnSO4溶液、盐桥、CuSO4溶液CuSO4

溶液导线导线负极：Zn-2e-

Zn2+

正极：Cu2++2e-

Cu知识点一原电池装置的改造原电池的构成要素还原剂-氧化反应、氧化剂-还原反应电极反应基本要素电极材料进行电子转移的场所离子导体内电路，实现离子定向迁移电子导体外电路，实现电子定向转移知识点一原电池装置的改造原电池的工作原理示意图知识点一原电池装置的改造1．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是()(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)A．Fe作正极，发生氧化反应B．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变C．负极反应：2H＋＋2e－==H2↑D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大D练一练知识点一原电池装置的改造1．加快氧化还原反应的速率（1）原理：在原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中粒子运动相互间的干扰减少,使反应速率增大.（2）应用：实验室用锌与稀硫酸反应制氢气时加入少量CuSO4溶液或常用粗锌能使产生H2的速率加快.原因是粗锌中的在杂质和锌.稀硫酸形成原电池,加快了锌的腐蚀,使产生H2的速率加快.知识点二原电池原理的应用2.比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼原理一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属正极，发生还原反应实例A极溶解，B极上有气泡产生。由原电池原理可知，金属活动性A>B知识点二原电池原理的应用4.设计原电池的一般思路(1)将已知氧化还原反应拆分成两个半反应3.用于金属保护

将被保护的金属与比其活泼的金属连接。原理——作原电池的正极的金属材料不参与反应实例——要保护一个铁制的输水管道，可用导线将其与一块锌相连，使锌作原电池的负极知识点二原电池原理的应用氧化反应：还原剂－ne－=氧化产物还原反应：氧化剂＋ne－==还原产物正极反应式＋负极反应式→电池总反应式(2)根据总反应式并结合两个半反应，找出正、负极材料及电解质溶液。知识点二原电池原理的应用①电极材料的选择：选活泼性较强的金属作负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作正极。②电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能与负极发生反应，可参照总反应式选择电解质溶液。以Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu为例。知识点二原电池原理的应用1.①在用锌粒与稀盐酸反应制取氢气时,往往向反应液中滴加几滴硫酸

铜溶液,结果发现反应加快,这是什么原因?提示:因为锌与铜离子发生置换反应生成了少量的铜单质,附在锌的表面构成了铜锌原电池,从而加快反应速率。②若纯锌与粗锌(含Fe、C等)分别与同浓度的稀硫酸反应制取H2,哪种方法产生H2的速率快?2.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______________Z>Y>X>W活动性：Z>Y活动性：Y>X活动性：Z>W活动性：X>W练一练知识点二原电池原理的应用提示:粗锌。粗锌中Zn、Fe、C与稀硫酸形成原电池,加快了反应速率。原电池的工作原理原电池原理原电池的概念和实质双液电池及工作原理盐桥的作用原电池应用加快氧化还原反应速率比较金属活动性强弱金属防护设计原电池【课堂小结】1．下列装置中，电流表指针会发生偏转的是A

．

B．

C．

D．D随堂训练2.控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断错误的是A．反应开始时，甲中的石墨电极为正极B．反应开始时，乙中的石墨电极上I-发生氧化反应C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极D随堂训练3.设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。（1）写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：___________。（2）若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：