【创新方案】高中化学第四章第一节原电池课件新人教版选修4.ppt

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1、本章包括原电池、化学电源、电本章包括原电池、化学电源、电解池、金属的电化学腐蚀与防护四部解池、金属的电化学腐蚀与防护四部分内容电化学是研究化学能与电能分内容电化学是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学，相互转换的装置、过程和效率的科学，它的应用十分广泛，在分析、合成等它的应用十分广泛，在分析、合成等领域应用很广，由此形成的工业也很领域应用很广，由此形成的工业也很多，如电解、电镀、电冶金、电池制多，如电解、电镀、电冶金、电池制造等因此，学习本章知识有利造等因此，学习本章知识有利于了解电化学反应所遵循的规律，知道电化学知识在于了解电化学反应所遵循的规律，知道电化学知识在生产、生活和科学

2、研究中的作用同时，本章还设计生产、生活和科学研究中的作用同时，本章还设计了一些有趣的实验和科学探究活动，这有利于学生增了一些有趣的实验和科学探究活动，这有利于学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向志向链接新课标链接新课标1.进一步了解原电池的工作原理，能写出其电极反应和电进一步了解原电池的工作原理，能写出其电极反应和电 池反应方程式池反应方程式2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理，知道它们在了解常见的化学电源的种类及其工作原理，知道它们在 生产、生活和国防中的实际应用生产、生活和国防中的实际应用链接新课标链接新课标3.了解电解

3、池的工作原理，知道电解、氯碱工业、电镀、了解电解池的工作原理，知道电解、氯碱工业、电镀、 电冶金方面的应用电冶金方面的应用.4.能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的 危害，知道防护金属腐蚀的方法，并能从实验探究中危害，知道防护金属腐蚀的方法，并能从实验探究中 获得体会获得体会关注重难点关注重难点 (一一)重点重点1.书写原电池工作原理、电极反应式和电池反应方程式书写原电池工作原理、电极反应式和电池反应方程式2.一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其 应用应用3.电解原理及其应用电解

4、原理及其应用4.金属的电化学腐蚀和电化学保护金属的电化学腐蚀和电化学保护关注重难点关注重难点 (二二)难点难点1.原电池的工作原理原电池的工作原理2.化学电池的反应原理化学电池的反应原理3.电解原理的应用电解原理的应用4.金属发生吸氧腐蚀的电化学原理金属发生吸氧腐蚀的电化学原理.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2实验探究实验探究实验实验现象现象两个两个烧杯中烧杯中Zn棒

5、逐渐变棒逐渐变 ，Cu棒逐渐变棒逐渐变外线路中外线路中电流表指针电流表指针两个半两个半反应反应左烧杯左烧杯右烧杯右烧杯细细粗粗偏转偏转Zn2e=Zn2Cu22e=Cu盐桥的作用盐桥的作用使两烧杯中的溶液连成一个导电通路使两烧杯中的溶液连成一个导电通路结论结论该装置构成该装置构成 (锌铜原电池锌铜原电池)电池反应电池反应ZnCu2=Zn2Cu原电池原电池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)电极名称电极名称负极负极正极正极电极材料电极材料电极反应电极反应反应类型反应类型电子流向电子流向电子由电子由 片沿导线流向片沿导线流向 片片锌片锌片铜片铜片Zn2e=Zn2Cu22e=Cu

6、氧化反应氧化反应还原反应还原反应ZnCu4.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，

7、故负极不一定是活泼金属.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

8、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 (

9、)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

10、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“四四看看”：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(燃料燃料电池的电

11、极一般为惰性电极电池的电极一般为惰性电极)；看溶液；看溶液两极插入两极插入溶液中；看回路溶液中；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

12、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(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

13、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

14、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CuS

15、O4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，环保是用的角度，反应稳定、持久、电流功率大，环保是发展方向发展方向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)考查点一原电池原理考查点一原电池原理 例例1(20

16、10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. .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

17、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.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()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

18、；D中酒精是非电解中酒精是非电解质唯有质唯有B符合条件符合条件答案：答案： B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极上产极上产生大量气泡；生大量气泡；W、Y相连时，相连时，W极发生氧化反应据此极发生氧化反应据此判断四种金属的活动性顺序是判断四种金属的活动性顺序是()AXZWYBZXYWCXYZW DYWZX解析解析在原电池中，活泼金属作原电池的负极，失

19、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相连时，相连时，X为负极，则活动性为负极，则活动性XY；Z、W相连时，电相连时，电流方向是流方向是WZ，则活动性，则活动性ZW；X、Z相连时，相连时，Z极上极上产生大量气泡，则活动性产生大量气泡，则活动性XZ；W、Y相连时，相连时，W极发极发生氧化反应，则活动性生氧化反应，则活动性W

20、Y.综上，可以得出金属的活综上，可以得出金属的活动性顺序：动性顺序：XZWY.答案答案A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分别投入等分别投入等浓度的盐酸中，浓度的盐酸中，D比比A反应剧烈将铜浸入反应剧烈将铜浸入B的盐溶液的盐溶液里，无明显变化如果把铜浸入里，无明显变化如果把铜浸入

21、C的盐溶液里，有金属的盐溶液里，有金属C析出据此，判断它们的活动性由强到弱的顺序是析出据此，判断它们的活动性由强到弱的顺序是 ()ADCAB BDABCCDBAC DBADC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.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