【高中化学】原电池的工作原理课件 2022-2023学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

第四章 化学反应与电能第一节原电池第1课时原电池的工作原理 学习目标1.掌握原电池的构成条件和工作原理。2.掌握原电池正、负极的判断方法。3.了解盐桥的构成和作用并掌握双液原电池的优点。张奶奶自从镶了两颗假牙（一颗金牙、一颗钢牙）后，经常头痛失眠，这是为什么？情景引入问题导学 回顾高一必修2已学过的Cu-Zn原电池知识,思考并回答下列问题:Cu2SO4 溶液Zn2+Cu2+原电池的定义 将转变为的装置。电极名称Zn电极（）Cu电极（）现象 得失电子 电子 电子电子流向 由极流出经导线流向极电流流向(外电路)由极流向极离子移动方向 离子移向极 离子移向极电极反应式 反应类型 反应 反应总反应式 1.原电池的工作原理 电极名称电子移动方向 由 极经导线流向 极（电流方向相反）。离子移动方向 阳离子向 极移动，阴离子向 极移动。负极：电子，发生 反应；正极：电子，发生 反应；小结：电子不下水，离子不上岸回顾下面电池的正负极及出现的现象。CuSO4 溶液总反应负极正极现象：锌片溶解 Zn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Cu+Zn2+现象：铜片有红色固体析出 Cu2+2e-=Cue-Zn2+Cu2+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。Zn片主要原因：负极与阳离子直接接触【说明】由于装置中Cu2+与Zn直接接触，Zn失电子后，Cu2+可以直接在锌片上得到电子。按此方法设计的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶，离子可在其中自由移动。SO42 Zn2+eeSO42 Cu2+K+CuZnK+ClK+Cl K+Cl K+Cl K+Cl Cl K+K+Cl K+K+K+Cl Cl K+Cl Cl Cl有盐桥的原电池 工作示意图2.双液原电池(带盐桥）思考与讨论(1)电子：锌片铜片 阴离子(Cl-、SO42-)锌片（负）阳离子(K+、Cu2+)铜片（正）锌半电池 铜半电池a.a.负极的 负极的电解质溶液:与电极具有相同阳离子 正极 正极电解质溶液:参加反应的阳离子(2)电极反应总反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+b.盐桥作用：沟通内电路 沟通内电路 平衡电荷，使溶液保持中性单液原电池正极还原反应+-负极氧化反应原电池 单液原电池 双液原电池电极反应正极：Cu2+2e-=Cu 负极：Zn-2e-=Zn2+正极：Cu2+2e-=Cu 负极：Zn-2e-=Zn2+电极材料 正极：铜片;负极：锌片 正极：铜片;负极：锌片离子导体 CuSO4溶液 ZnSO4溶液、盐桥、CuSO4 溶液电子导体 导线 导线优点：双液原电池解决了电池自损耗的问题，能够持续提供平稳电流 3 原电池正负极判断方法：负极 正极根据电子流 向 电子流出的一极 电子流入的一极根据离子流向 阴离子移向的一极 阳离子移向的一极根据电极反应发生氧化反应的一极 发生还原反应的一极根据电极材料一般为较活泼的一极较不活泼的一极根据电极质量的变化质量减小的一极 质量增大或有气泡产生的一极特别提醒 特殊：(1)Al-Mg-NaOH溶液构成的原电池。Al作负极、Mg作正极。(2)Fe或Al和Cu和浓HNO3中构成的原电池，Cu作负极，Fe或Al作正极。两个活动性不同电极。电解质溶液。闭合回路。自发发生氧化还原反应简记为：两极一液一回路一反应4、原电池的形成条件：（可以）（可以）（不可以）形成条件一：活动性不同的两个电极一般：负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等（还需综合考虑电解质溶液，与电解质溶液反应的作为负极）判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？正极：负极：H2SO4Mg AlNaOHMg Al浓HNO3 Al Cu判断下列原电池的正负极？AlMgMgAlAlCu(金属活泼性)(Mg 不 与NaOH 反应)(Al 发生钝化)形成条件二：电极需插进电解质溶液中；形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）(1)比较金属活动性 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。5、原电池的应用例1.把a、b、c、d 四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b 相连时，a 为负极；c、d 相连时，电流由d 到c；a、c 相连时，c 极上产生大量气泡，b、d 相连时，b 上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()A a b c d B a c d b C c a b d D b d c a B例1.X、Y、Z、M、N 代表五种金属。有以下化学反应：水溶液中，X+Y2+=X2+Y；Z+2H2O(冷)=Z(OH)2+H2；M、N 为电极与N 盐溶液组成原电池，电极反应为M-2e-=M2+；Y 可以溶于稀硫酸,中，M 不被稀硫酸氧化，则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是()A M N Y X Z B.N M X Y Z C N M Y X Z D.X Z N M Y C随堂小练(2)构成原电池时能加快反应速率例：铁和稀 H2SO4 反应时，若加入少量 CuSO4溶液，Fe 与 CuSO4 反应生成 Cu，形成 Fe|稀硫酸|Cu 原电池，加快产生H2的速率。(3)设计原电池理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。例：将反应2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计成原电池。负极（Zn）：Cu-2e-=Cu2+正极（Pt 或C）：Fe3+e-=Fe2+利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计出两种原电池，画出原电池的示意图，并写出电极反应方程式。(+)(-)G Zn Pt FeCl3溶液负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极(Pt 或C)：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）(+)(-)ZnCl2溶液FeCl3溶液盐桥 G Zn C 负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt 或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）随堂小练随堂小练1随堂小练2随堂小练3随堂小练5随堂小练