高二化学优化巩固课件：第四章第一节原电池（新人教版选修4）.ppt

本本章章包包括括原原电电池池、化化学学电电源源、电电解解池池、金金属属的的电电化化学学腐腐蚀蚀与与防防护护四四部部分分内内容容电电化化学学是是研研究究化化学学能能与与电电能能相相互互转转换换的的装装置置、过过程程和和效效率率的的科科学学，它它的的应应用用十十分分广广泛泛，在在分分析析、合合成成等等领领域域应应用用很很广广，由由此此形形成成的的工工业业也也很很多多，如如电电解解、电电镀镀、电电冶冶金金、电电池池制制造等因此，学造等因此，学习习本章知本章知识识有利有利于于了了解解电电化化学学反反应应所所遵遵循循的的规规律律，知知道道电电化化学学知知识识在在生生产产、生生活活和和科科学学研研究究中中的的作作用用同同时时，本本章章还还设设计计了了一一些些有有趣趣的的实实验验和和科科学学探探究究活活动动，这这有有利利于于学学生生增增强强探探索索化化学学反反应应原原理理的的兴兴趣趣，树树立立学学习习和和研研究究化化学学的的志向志向 链链接新接新课标课标 1.进进一步了解原一步了解原电电池的工作原理，能写出其池的工作原理，能写出其电电极反极反应应和和电电 池反池反应应方程式方程式2.了解常了解常见见的化学的化学电电源的种源的种类类及其工作原理，知道它及其工作原理，知道它们们在在 生生产产、生活和国防中的、生活和国防中的实际应实际应用用 链链接新接新课标课标 3.了解了解电电解池的工作原理，知道解池的工作原理，知道电电解、解、氯氯碱工碱工业业、电镀电镀、电电冶金方面的冶金方面的应应用用.4.能解能解释释金属金属发发生生电电化学腐化学腐蚀蚀的原因，的原因，认识认识金属腐金属腐蚀蚀的的 危害，知道防危害，知道防护护金属腐金属腐蚀蚀的方法，并能从的方法，并能从实验实验探究中探究中 获获得体会得体会 关注重关注重难难点点 (一一)重点重点1.书书写原写原电电池工作原理、池工作原理、电电极反极反应应式和式和电电池反池反应应方程式方程式2.一次一次电电池、二次池、二次电电池和燃料池和燃料电电池的反池的反应应原理、性能及其原理、性能及其 应应用用3.电电解原理及其解原理及其应应用用4.金属的金属的电电化学腐化学腐蚀蚀和和电电化学保化学保护护 关注重关注重难难点点 (二二)难难点点1.原原电电池的工作原理池的工作原理2.化学化学电电池的反池的反应应原理原理3.电电解原理的解原理的应应用用4.金属金属发发生吸氧腐生吸氧腐蚀蚀的的电电化学原理化学原理.第第一一节节原原电电池池预预 习习 全全 程程 设设 计计名名 师师 全全 程程 导导 学学案案 例例 全全 程程 导导 航航训训 练练 全全 程程 跟跟 踪踪返回返回原电池及其工作原理原电池及其工作原理1概念概念把把 能转化为能转化为 能的装置能的装置化学化学电电返回2实验探究实验探究返回实验实验现现象象两个两个烧烧杯中杯中Zn棒逐棒逐渐变渐变 ，Cu棒逐棒逐渐变渐变外外线线路中路中电电流表指流表指针针两个半两个半反反应应左左烧烧杯杯右右烧烧杯杯细细粗粗偏转偏转Zn2e=Zn2Cu22e=Cu返回盐桥盐桥的作用的作用使两使两烧烧杯中的溶液杯中的溶液连连成一个成一个导电导电通路通路结论结论该该装置构成装置构成 (锌锌铜铜原原电电池池)电电池反池反应应ZnCu2=Zn2Cu原电池原电池返回3.工作原理工作原理 (以锌铜原电池为例以锌铜原电池为例)电电极名称极名称负负极极正极正极电电极材料极材料电电极反极反应应反反应类应类型型电电子流向子流向电电子由子由 片沿片沿导线导线流向流向 片片锌片锌片铜片铜片Zn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化反应氧化反应还原反应还原反应ZnCu返回4.原电池的构成条件原电池的构成条件(1)两个两个 的电极；的电极；(2)；(3)两电极与电解质溶液共同构成两电极与电解质溶液共同构成 ；(4)能发生自发的氧化还原反应能发生自发的氧化还原反应活泼性不同活泼性不同电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路返回作为原电池负极的物质，一定是活泼金属吗？作为原电池负极的物质，一定是活泼金属吗？提示：提示：不一定原电池的工作原理实质上是发生了氧化不一定原电池的工作原理实质上是发生了氧化还原反应，电极本身可以参加电极反应，也可以不参加还原反应，电极本身可以参加电极反应，也可以不参加电极反应，故负极不一定是活泼金属电极反应，故负极不一定是活泼金属.返回1构成原电池电极的材料必须是活动性不同的两种金构成原电池电极的材料必须是活动性不同的两种金属属()提示：提示：错误只要能导电，非金属如石墨也可以作错误只要能导电，非金属如石墨也可以作原电池的正极材料，也有一些金属氧化物能够用于原电池的正极材料，也有一些金属氧化物能够用于作原电池的正极作原电池的正极返回2电池工作时，负极材料必须失电子被氧化电池工作时，负极材料必须失电子被氧化 ()提示：提示：错误有些燃料电池是利用燃烧的反应设计错误有些燃料电池是利用燃烧的反应设计而成的，如氢氧燃料电池、甲烷燃料电池等，都是而成的，如氢氧燃料电池、甲烷燃料电池等，都是被燃烧物在负极处发生氧化反应，而负极材料并不被燃烧物在负极处发生氧化反应，而负极材料并不消耗消耗返回3在用锌粒与稀盐酸反应制取氢气时，往往向反应液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，这是中滴加几滴硫酸铜溶液，结果发现反应加快，这是利用了原电池原理利用了原电池原理()提示：提示：正确因为锌与正确因为锌与Cu2发生置换反应生成了少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量的铜单质，附在锌的表面构成了铜锌原电池返回4在必修在必修2教材学过的教材学过的CuZn原电池装置简单，选原电池装置简单，选修修4教材中加了盐桥，后者工作效率更高教材中加了盐桥，后者工作效率更高 ()提示：提示：正确因为必修正确因为必修2教材中学的那种简易装置，教材中学的那种简易装置，工作一段时间后，工作一段时间后，Zn片上会有少量片上会有少量Cu析出，在析出，在Zn片上也出现了许多微小原电池，电子直接转移至锌片上也出现了许多微小原电池，电子直接转移至锌片上的铜，因此导线上通的电子数会减少，故效率片上的铜，因此导线上通的电子数会减少，故效率降低降低返回5原电池的原电池的“盐桥盐桥”中装的必须是电解质，原电池工中装的必须是电解质，原电池工作时导线上有电子通过，盐桥中也一定有电子通过作时导线上有电子通过，盐桥中也一定有电子通过 ()提示：提示：错误因为金属导体是靠自由电子的定向移错误因为金属导体是靠自由电子的定向移动而导电，电解质溶液只能是靠阴、阳离子的定向动而导电，电解质溶液只能是靠阴、阳离子的定向移动而导电，故盐桥上定向移动的只能是离子而不移动而导电，故盐桥上定向移动的只能是离子而不是电子是电子返回返回一、原电池工作原理一、原电池工作原理1原电池工作原理图示原电池工作原理图示返回2原电池装置的判断方法原电池装置的判断方法(1)先分析有无外接电源，无外接电源的可能为原电池，先分析有无外接电源，无外接电源的可能为原电池，然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看四看”：看电极：看电极两极为导体且存在活泼性差异两极为导体且存在活泼性差异(燃料电燃料电池的电极一般为惰性电极池的电极一般为惰性电极)；看溶液；看溶液两极插入溶两极插入溶液中；看回路液中；看回路形成闭合回路或两极直接接触；形成闭合回路或两极直接接触；看本质看本质有无氧化还原反应发生有无氧化还原反应发生(2)多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的 一池为原电池一池为原电池返回二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写1原电池正负极的判断原电池正负极的判断(1)由组成原电池的两电极材料判断对原电池而言，活由组成原电池的两电极材料判断对原电池而言，活泼的金属是负极，活泼性较弱或能导电的非金属是泼的金属是负极，活泼性较弱或能导电的非金属是正极正极(2)根据电流方向或电子流动方向判断原电池中，电流根据电流方向或电子流动方向判断原电池中，电流 由正极流向负极，电子由负极流向正极由正极流向负极，电子由负极流向正极返回(3)根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断在原电根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断在原电 池内，阳离子移向正极，阴离子移向负极池内，阳离子移向正极，阴离子移向负极(4)根据两极发生的反应来判断原电池的负极发生氧化根据两极发生的反应来判断原电池的负极发生氧化 反应，正极发生还原反应反应，正极发生还原反应(5)根据反应现象判断电极溶解的一极是负极有固体根据反应现象判断电极溶解的一极是负极有固体 析出或有气体放出的一极是正极析出或有气体放出的一极是正极返回2电极反应式的书写电极反应式的书写(1)分清负极发生氧化反应，一般是本身被氧化，正极发分清负极发生氧化反应，一般是本身被氧化，正极发 生还原反应，一般是电解质中的阳离子得电子生还原反应，一般是电解质中的阳离子得电子(2)看清电解质，电极反应中生成的离子能否存在看清电解质，电极反应中生成的离子能否存在(3)注意得失电子守恒注意得失电子守恒返回特别关注特别关注 原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关如镁质溶液的性质有关如镁铝电极在稀硫酸中构成原电铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极，但若以氢氧化钠为电解质溶池，镁为负极，铝为正极，但若以氢氧化钠为电解质溶液，则铝为负极，镁为正极液，则铝为负极，镁为正极返回三、原电池原理的应用三、原电池原理的应用1比较不同金属的活泼性强弱比较不同金属的活泼性强弱对于酸性电解质，一般是作负极的金属为较活泼金属，对于酸性电解质，一般是作负极的金属为较活泼金属，作正极的是相对较不活泼的金属作正极的是相对较不活泼的金属返回2原电池的反应速率较快原电池的反应速率较快构成原电池反应，往往能加快反应速率构成原电池反应，往往能加快反应速率如实验室制如实验室制H2时，粗锌比纯锌反应快，或向溶液中时，粗锌比纯锌反应快，或向溶液中滴入几滴滴入几滴CuSO4溶液，反应加快溶液，反应加快3设计原电池设计原电池从原理上讲，氧化还原反应均能设计原电池从使用从原理上讲，氧化还原反应均能设计原电池从使用的角度，反应稳定、持久、电流功率大，环保是发展的角度，反应稳定、持久、电流功率大，环保是发展方向方向返回特别关注特别关注分析原电池装置，可分成三部分：分析原电池装置，可分成三部分：(1)两电极两电极(电极名称和反应类型电极名称和反应类型)(2)内电路内电路(电解质：离子的定向移动电解质：离子的定向移动)(3)外电路外电路(理顺得失电子与氧化还原反应和电子流向理顺得失电子与氧化还原反应和电子流向的关系的关系)返回返回考查点一原电池原理考查点一原电池原理 例例1(2010陵水高二检测陵水高二检测)某原电池总反应的离子方程某原电池总反应的离子方程式为：式为：2Fe3Fe=3Fe2，不能实现该反应的原电池，不能实现该反应的原电池是是()A正极为正极为Cu，负极为，负极为Fe，电解质溶液为，电解质溶液为FeCl3B正极为正极为C，负极为，负极为Fe，电解质溶液为，电解质溶液为Fe(NO3)3C正极为正极为Fe，负极为，负极为Zn，电解质溶液为，电解质溶液为Fe2(SO4)3D正极为正极为Ag，负极为，负极为Fe，电解质溶液为，电解质溶液为Fe2(SO4)3.返回答案答案C解析解析还原剂应在负极上被氧化，材料为单质铁；氧还原剂应在负极上被氧化，材料为单质铁；氧化剂为化剂为Fe3，在正极上得到电子，电解质溶液应该为含，在正极上得到电子，电解质溶液应该为含有有Fe3的溶液的溶液C选项不能实现选项不能实现2Fe3Fe=3Fe2.返回关键一点关键一点 在判断电流方向时，易与电子流向混淆在外电路，在判断电流方向时，易与电子流向混淆在外电路，电流从正极流向负极，而电子流向则与电流方向相反电流从正极流向负极，而电子流向则与电流方向相反返回1如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是()返回解析：解析：依据构成原电池的四个必要条件分析：依据构成原电池的四个必要条件分析：A中两电中两电极相同；极相同；C中没有构成闭合回路；中没有构成闭合回路；D中酒精是非电解质中酒精是非电解质唯有唯有B符合条件符合条件答案：答案：B返回考查点二原电池原理的应用考查点二原电池原理的应用 例例2X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸四块金属板分别用导线两两相连浸入稀硫酸中构成原电池入稀硫酸中构成原电池X、Y相连时，相连时，X为负极；为负极；Z、W相连时，电流方向是相连时，电流方向是WZ；X、Z相连时，相连时，Z极上产生极上产生大量气泡；大量气泡；W、Y相连时，相连时，W极发生氧化反应据此判断极发生氧化反应据此判断四种金属的活动性顺序是四种金属的活动性顺序是()AXZWYBZXYWCXYZW DYWZX返回解析解析在原电池中，活泼金属作原电池的负极，失去在原电池中，活泼金属作原电池的负极，失去电子发生氧化反应；不活泼的金属作原电池的正极，阳电子发生氧化反应；不活泼的金属作原电池的正极，阳离子或氧气等在正极得到电子发生还原反应电子由负离子或氧气等在正极得到电子发生还原反应电子由负极经导线流向正极，与电流的方向相反因此，极经导线流向正极，与电流的方向相反因此，X、Y相相连时，连时，X为负极，则活动性为负极，则活动性XY；Z、W相连时，电流方相连时，电流方向是向是WZ，则活动性，则活动性ZW；X、Z相连时，相连时，Z极上产生极上产生大量气泡，则活动性大量气泡，则活动性XZ；W、Y相连时，相连时，W极发生氧极发生氧化反应，则活动性化反应，则活动性WY.综上，可以得出金属的活动性顺综上，可以得出金属的活动性顺序：序：XZWY.答案答案A返回关键一点关键一点 因对原电池的工作原理和电流方向模糊而出错正、因对原电池的工作原理和电流方向模糊而出错正、负极各发生还原、氧化反应；电流方向与电子流动方向负极各发生还原、氧化反应；电流方向与电子流动方向相反相反返回2有有A、B、C、D四种金属将四种金属将A与与B用导线连接起来，用导线连接起来，浸入电解质溶液中，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀将不易腐蚀将A、D分别投入等浓分别投入等浓度的盐酸中，度的盐酸中，D比比A反应剧烈将铜浸入反应剧烈将铜浸入B的盐溶液里，的盐溶液里，无明显变化如果把铜浸入无明显变化如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属的盐溶液里，有金属C析析出据此，判断它们的活动性由强到弱的顺序是出据此，判断它们的活动性由强到弱的顺序是 ()ADCAB BDABCCDBAC DBADC返回答案：答案：B解析：解析：A与与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中构成原用导线连接起来，浸入电解质溶液中构成原电池，电池，B不易腐蚀，只能是不易腐蚀，只能是A被氧化被腐蚀，即被氧化被腐蚀，即A作负极，作负极，B作正极，活动性作正极，活动性AB.A、D与等浓度盐酸反应，与等浓度盐酸反应，D比比A反应剧烈，即反应剧烈，即D的活动性强于的活动性强于A.铜不能从铜不能从B的盐溶液中置的盐溶液中置换换B，说明活动性，说明活动性B铜铜能从铜铜能从C的盐溶液中置换出的盐溶液中置换出C，说明活动性铜说明活动性铜C.则活动性由强到弱的顺序为：则活动性由强到弱的顺序为：DABC.返回点击此图片进入训练全程跟踪点击此图片进入训练全程跟踪同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全