高二化学原电池.ppt

1、第四章电化学基础,第一节原电池,电化学基础,原电池,【思考】下列装置是否能形成原电池？,（）,（）,（）,（）,【复习一 】构成原电池的条件：,1、有两种活动性不同的金属（或金属与非金属）作电极。,2、电极材料均插入电解质溶液中(能发生氧化还原反应）。,3、两极相连形成闭合电路。,两极一液一连线,负极（活泼金属）：,正极（较不活泼金属做或非金属）：,电子流出的一极、发生氧化反应,电子流入的一极、发生还原反应,问题在左图（）装置中，可以观察到什么现象？,现象锌片上有气泡，铜片上无气泡,（）,（）,问题在左图（）装置中，可以观察到什么现象？,现象锌片溶解，铜片上有气泡,分析,片能与稀硫酸直接反应放

2、出氢气,分析,铜片上：,2-=H2 ,锌片上：,-=,总反应：,思考,Cu,Zn,稀硫酸,e-,H+,e-,H+,H,H,H2,Zn2+,复习二原电池的工作原理,氧化还原反应（本质：反应物之间有电子转移）,结论把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流,【思考】有什么方法使左图装置构成闭合回路，形成原电池呢？,盐桥 将电解质溶液装在倒置的U形管中，跨接于两电解质溶液之间，代替两溶液的直接接触，就构成了盐桥。这样使两个烧杯中的溶液连成一个通路。,实验一按下图进行实验，注意观察现象,实验现象,锌片溶解质量减少；,铜片上有红色物质析出。,结论Cu-Zn-CuSO

3、4溶液构成了原电池，称为铜锌原电池 负极 正极,（锌片）：,（铜片）：,电流计指针偏转，并指示电子是由锌片流向铜片；,总电池反应式是：,一、双液原电池的工作原理,实验二继续观察实验一装置中电流计电流强度随时间延续的情况，以及锌片表面的变化。,实验现象：指针偏转角度渐渐减少，同时锌片表面有铜析出。,讨论：,如何设法阻止溶液中的Cu2+在负极锌表面还原以及能使该装置原电池得到持续、稳定的电流呢？,设想若把装置中左烧杯中的CuSO4溶液换成ZnSO4溶液可以吗？,实验三教材P70“实验4-1”,实验现象：,盐桥存在时电流计指针偏转，且指针偏转角度随时间的延续几乎保持不变；,Zn片溶解，无红色物质析出

4、，Cu片上有红色物质析出；,取出盐桥电流计指针回到零点。,实验结论：,ZnCuZnSO4溶液CuSO4溶液盐桥构成了原电池（双液原电池），能产生持续、稳定的电流；取出盐桥时没有电流产生，不能形成原电池,阅读第三段，了解盐桥的作用,Cu2+ZnZn2+Cu,1. 结构：,根据检流计指针偏转方向 知电流方向： CuZn,盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。,这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（Primary Cell）,正极（铜电极）： Cu2+ + 2e- Cu 负极（锌电极）： Zn Zn2+ + 2e-,正、负两极分别发生的反应，称为电极反应。,一、双液原电池的工作原

5、理,、构造特点：,由两个半电池组成，每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应，电池反应的还原剂与氧化剂分别位于两个半电池中，中间通过盐桥连接形成闭合回路。,、电极反应：,负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）,正极（Cu）：Cu2+2e-=Cu（还原反应）,电池反应：,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,3、电子、电流的流向,外电路：,电子由负极（Zn片）流向正极（Cu片）；,电流由正极（Cu片）流向负极（Zn片）；,内电路：,阳离子移向正极（Cu片）；阴离子移向负极（Zn片）。,、盐桥的作用,通过阴、阳离子的定向移动，在内电路形成电流回路而不中断电流。,、意义：,随开随用，并能长时间产生持

6、续、稳定的电流。,小结,练习：,利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。,参考答案,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,(),(),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,F

7、e+CuSO4Cu+FeSO4,(),(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,Cu2+2e-Cu,Zn+Cu2+Zn2+Cu,或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,(),(),负极：,正极：,总反应：,Fe2e- Fe2+,2H+2e-H2,Fe+2H+ Fe2+H2,或 Fe+H2SO4FeSO4+H2,2.,如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是,3。,试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池,Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,2Fe3+Fe=3Fe2+,( D )

8、,( ZnAgNO3C ),( FeFe2(SO4)3C ),A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；,二、原电池的原理及形成条件,小结,1、原电池的定义：,化学能转变为电能的装置。,、构成原电池的条件：,（1）有两种活动性不同的金属（或金属与非金属）作电极。,（2）电极材料均插入电解质溶液中。,（3）两极相连形成闭合电路。,两极液连线,3、原电池的电极：,材料种类：,负极：还原剂发生氧化反应的一极；,正、负极的判断方法：,电流计指针的偏转方向：,电子流出或电流流入的一极为负极， 电子流入或电流流出的一极为正极,实验现象：,电极本身溶解的

9、为负极，电极上有金属或气体析出的为正极,正极：氧化剂发生还原反应的一极；,金属金属（活泼性不同）； 金属非金属；金属金属氧化物等。,1.关于原电池的叙述中正确的是（ ） 构成原电池两极的必须是两种不同金属 内电路阳离子移向的一极为正极，外电路电子流出的一极为负极 原电池工作中总是负极溶解，正极上有物质析出 原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原 2.判断下图装置，哪些能形成原电池（ ）,3.发生原电池的反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应是（ ） A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H0 B、NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O

10、(l) H0 C、4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H0 D、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H0,B,A,E,C,D,随堂检测,4.某原电池总反应式为：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，能实现该反应的原电池是( ) 5.将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。,B,MgAl稀H2SO4原电池： 负极（Mg）：Mg-2e-=Mg2+（氧化反应） 正极（Al）：2H+2e-=H2（还原反应） 电池反应：Mg+2H+=Mg2+H2 AlMgNaOH原电池： 负极（Al）：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O（氧化反应） 正极（Mg）：6H2O+6e-=3H2+6OH-（还原反应） 电池反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2