化学121《原电池的工作原理》课件.ppt

1、化学能与电能的转化,原电池的工作原理,第二单元,平潭城关中学化学组 刘立 2020年9月11日,1.原电池： 将化学能转化成电能的装置,原电池的原理：,氧化还原反应,总反应：,2H+2e-=H2,Zn2e-=Zn2+,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,(离子方程式）,（化学方程式）,正极：,负极：,（氧化反应）,（还原反应）,2.电极反应,温故知新,还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应,氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应,还原剂失去的电子从锌极流出,流入铜极.,经外电路,Zn2+,H+,SO42-,电流方向,装置中电流方向、正负电极、电子流动方向、电极上

2、的反应情况分析,思考:化学能是如何转变成电能的呢？,思考:构成原电池的条件有哪些呢？,原电池的工作原理,3、构成原电池的条件,（1）有二种活泼性不同的金属（或金属与非金属） 做电极； （2）两电极在电解质溶液中； （3）形成闭合回路; （4）有自发的氧化还原反应。,（极、电、路、自发）,温故知新,原电池的工作原理,练习,判断下列装置是否能形成原电池？,A,B,C,D,E,F,CDE,原电池的工作原理,自主探究1,实验：将锌片加入CuSO4溶液中，测量溶液温度的变化，分析能量变化的情况。记录实验1的现象和结论。,现象：,锌片溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升.,结论（反应的实质）：,Z

3、n+ Cu2+ Zn2+ + Cu,原电池的工作原理,自主探究2,如果锌片加入CuSO4溶液的反应是放热反应， 请设计实验将该反应释放的能量转化为电能并 画出你所设计的实验。,试剂和仪器： CuSO4溶液，锌片，铜片，电流表，导线，大烧杯。,思考并设计实验方案，预测实验2的现象和结论。,原电池的工作原理,自主探究2,现象：,结论：,锌片溶解而变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转.,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,原电池的工作原理,A,锌,e-,e-,铜,SO42-,Cu2+,SO42-,Cu2+,Cu2+,Zn2+,Cu2+,Cu2+,SO42-,CuSO4溶液,Cu2+

4、,SO42-,e-,e-,e-,e-,+,思考与讨论,该电池的电子流向？电极反应？,原电池的工作原理,原理分析：,负极: 氧化反应 正极： 还原反应,1、电极反应,Zn-2e- = Zn2+,Cu2+2e- = Cu,锌片失去电子，铜离子得到电子，两极之间溶液离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动，构成闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流。,总反应：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu,原电池的工作原理,A,锌,镁,ZnSO4溶液,如果用比锌活泼的金属镁代替铜片，用ZnSO4溶液代替CuSO4溶液与锌组成原电池，如何判断正负极？锌片上将发生什么电极反应？,思考,

5、原电池的工作原理,电极反应式：,Mg-2e-=Mg2+,2H2O+2e- = H2 +2 OH-,负极（）：失去电子氧化反应,正极（ + ）：得到电子还原反应,思考,原电池中电极反应的反应物一定来源于电极材料和电解质溶液吗？,原电池的工作原理,思考：,下列装置能否实现化学能向电能的转化？如果不行，将如何改进使其形成原电池？,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,原电池的工作原理,思考：,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,盐桥：在U形管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。,改进的装置：,原电池的工作原理,交流研讨：,1、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？ 2、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生

6、偏转？ 3、左右烧杯中各发生了什么反应？ 4、该装置与普通锌铜原电池相比，有什么不同的地方？,半电池：包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。,原电池的工作原理,盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移 动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子 不断从Zn极流向Cu极，使电流持续传导。,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,总反应：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu,原电池的氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，两个原电池装置本质上是完全相同的。,原电池的工作原理,练习：,为获得较长时间的稳定电流,如何将由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？,你知道了吗,随堂检测,1、把金属甲和乙分别插入稀硫酸中，观察到金属甲表面有气泡产生，金属乙表面无气泡产生，此实验说明甲的金属活动性比乙的 ；若把这两种金属用导线连接后平行插入稀硫酸中，则可观察到金属 的表面有气泡产生，一段时间后金属 的质量减少。,强,乙,甲,2、已知氧化还原反应 Cu 2FeCl3 = 2FeCl2 CuCl2， 利