高中化学第1章化学反应与能量转化第3节化学能转化为电能-电池（第1课时）课件鲁科版选修4.ppt

1、第1课时原电池的工作原理,第1章 第3节,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。,一原电池的工作原理,达标检测提升技能,二原电池的电极判断及电极反应式的书写,内容索引,一原电池的工作原理,新知导学,1.按右图所示装置，完成实验并回答下列问题： (1)有关的实验现象是锌片_，铜片_，CuSO4溶液颜色_。检流计的指针_，该装置中的能量变化是_能转化为_能。,溶解,加厚变亮,变浅,发生偏转,化学,电,(2)电子流动方向和电流方向 外电路：电子由_电极经过导线流向_电极，电流由_电极流向_电极。 内电路：电

2、流由_电极流向_电极。,锌,铜,铜,锌,锌,铜,(4)用温度计测量溶液的温度，其变化是_，原因是_。,(3)电极反应：负极反应式是_；正极反应式是_；总反应式是_。,Zn2e=Zn2,Cu22e,=Cu,ZnCu2=Zn2Cu,还有部分,溶液的温度略有升高,Cu2直接在锌电极上得电子被还原，部,分化学能转化成热能,相关视频,2.按下图所示装置，完成实验，并回答下列问题： (1)实验过程中，你能观察到的实验现象是_；_。,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,(2)用温度计测量溶液的温度，其结果是_，由此可说明_。,溶液的温度不升高(或无变化),CuSO4溶液中的

3、Cu2不能移向锌片得电子被还原,(3)离子移动方向 硫酸锌溶液中：_向盐桥方向移动； 硫酸铜溶液中：_向铜极方向移动； 盐桥中：K移向_极区(CuSO4溶液)，Cl移向_极区(ZnSO4溶液)。,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。,(4)若取出装置中的盐桥，检流计的指针是否还会发生偏转？为什么？,答案,相关视频,3.实验结论：与问题1中的原电池装置相比较，问题2中双液原电池具有的特点是 (1)具有盐桥。取下盐桥，无法形成_，反应不能进行。 (2)两个半电池完全隔开，Cu2无法移

4、向锌片，防止_ 与_反应，有利于最大程度地将_转化为_。,闭合回路,Cu2,化学能,电能,负极Zn,1.原电池的工作原理,氧化反应,阴,电流,还原反应,阳,2. 原 电 池 正 负 极 的 判 断,弱,入,强,阳,出,入,出,阴,还原,氧化,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。 (1)电解质溶液：一般能与_反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与_反应。 (2)电极材料：一般较活泼的金属作为_，较不活泼的金属或非金属导体作为_。,负极,正极,负极,负极,1.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是,活学活用,答案,解析

5、,A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极 B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移 C.锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H2e =H2 D.取出盐桥后，检流计仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变,锌片为负极，铜片为正极，电子从负极流向正极，A选项正确； 盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误； 负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu2 2e=Cu，C选项错误； 取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。,2.根据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)，画出原电池示意图并在图中加入检流计，注明电极材料名称和电解质溶液

6、，其中盐桥为饱和KNO3琼脂溶液。,请回答下列问题： (1)银电极为电池的_极，写出两电极的电极反应式： Ag电极： _；Cu电极： _。,答案,解析,Cu2e=Cu2,正,2Ag2e=2Ag,由反应方程式可知，该电池的电极反应式为正极：2Ag2e=2Ag，负极：Cu2e=Cu2。所以负极应为Cu，正极为Ag，电解质溶液应为CuSO4溶液和AgNO3溶液，外电路中的电子从Cu极流向Ag极。盐桥中的K移向正极(Ag极)， 移向负极(Cu极)。,(2)外电路中的电子是从_电极流向_电极。 (3)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是_(填字母)。 A.K B.,Ag,B,Cu,C.Ag,答案,答案,

7、二原电池的电极判断及电极 反应式的书写,1.原电池电极(正极、负极)的判断依据有多种。试填写下表：,新知导学,活泼金属,不活泼金属或非金属导体,电子流入,电子流出,氧化反应,还原反应,电极增重或产生气体,电极减轻,2.将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池，其正极反应式_；负极反应式_；总反应方程 式_。,Fe2e=Fe2,2H2e=H2,FeH2SO4=FeSO4H2,负极失去电子，发生氧化反应； 正极得到电子，发生还原反应。根据活泼性，铁为负极。,答案,解析,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(O

8、H)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_ 。,Zn2e=Zn2,Ag2O2eH2O=,2Ag2OH,氧化,负,还原,正,1.一般电极反应式的书写方法 (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。 (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。,2.已知电池总反应式，书写电极反应式 (1

9、)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。 (3)根据质量守恒配平电极反应式。,3.利用反应Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2设计成如下图所示原电池，回答下列问题： (1)写出电极反应式： 正极_；负极_。,活学活用,答案,2Fe32e=2Fe2,Cu2e=Cu2,解析,该原电池中Cu为负极，电极反应式为Cu2e=Cu2； C为正极，电极反应式为2Fe32e=2Fe2。X应为FeCl3溶液，Y应为CuCl2溶液。原电池工作时，盐桥中的阳离子向正极(C)移动。,(2)图中X溶液是_，Y溶液是_。 (3)原电池工作时，盐桥中的_(填

10、“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。,答案,FeCl3,阳,CuCl2,答案,4.某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作为电极，但甲同学将电极放入6 molL1的稀H2SO4中，乙同学将电极放入6 molL1的NaOH溶液中，如图所示。,(1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式： 负极_，正极_。,Mg2e=Mg2,答案,解析,2H2e=H2,甲池中电池总反应方程式为MgH2SO4=MgSO4H2，Mg为负极，电极反应式为Mg2e=Mg2； Al为正极，电极反应式为2H2e=H2。,(2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式： 负极_，正极_

11、。 总反应离子方程式为_。,2Al8OH6e=2Al(OH)4,答案,解析,6H2O6e=6OH3H2,2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2,乙池中电池总反应方程式为2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2，负极上为Al被氧化生成Al3后与OH反应生成Al(OH)4，电极反应式为2Al8OH6e=2Al(OH)4； 正极产物为H2，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2。,达标检测提升技能,1.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应

12、为Age=Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A. B. C. D.,答案,解析,1,2,3,4,5,铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线、盐桥构成一个原电池，Cu为负极，Ag为正极，两极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。,1,2,3,4,5,2.某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是 A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B.a和b用导线连接时

13、，铜片上发生的反应为Cu2 2e=Cu C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从 蓝色逐渐变成浅绿色 D.a和b用导线连接后，电流由铁电极经导线流向 铜电极,答案,解析,1,2,3,4,5,a和b不连接时，Fe和Cu2直接发生氧化还原反应，铁片上会有金属铜析出，A项正确； 若a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁为负极，铜为正极，电极反应式分别为Fe2e=Fe2，Cu22e=Cu，B项正确； 分析选项A、B可知，选项C是正确的； 在原电池中，电流应由正极流出，经导线流向负极，故D项错。,1,2,3,4,5,3.某电池的总反应为Fe2Fe3=3Fe2，能实现该反应的原电池是,答案,解析,1

14、,2,3,4,5,能实现反应Fe2Fe3=3Fe2的原电池应符合以下条件：负极为Fe，正极材料的活泼性比Fe差； 电解质溶液应为含Fe3的溶液，B、D两项电解质溶液选错； C项负极材料选错。,1,2,3,4,5,4.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是 A.Fe为正极，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：2H2e=H2 D.工作一段时间后，NaCl溶液中 c(Cl)增大,答案,解析,1,2,3,4,5,该装置是原电池。A项，在该原电池中Fe为负极，发生氧化反应； B项，工作一段时间后，左边的烧杯中会含有大量的Fe2，溶液的pH减小，右边烧杯中的H不断放电产生氢气，因此烧杯中溶液pH会逐渐增大； C项，负极反应是Fe2e=Fe2； D项，工作一段时间后，左侧烧杯中由于Fe2不断进入溶液，根据溶液呈电中性原则，盐桥中的Cl会进入该烧杯溶液中，则该烧杯溶液中c(Cl)增大。,1,2,3,4,5,5.(1)向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系基本正确的是,答案,解析,1,2,3,4,5,Zn粉的质量相等、H2S