选修4原电池公开课课件ppt.ppt

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1、选修选修4 第四章第四章 电化学基础电化学基础第一节第一节 原电池原电池曹晓妹曹晓妹n1.活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极n2.两电极都接触电解质溶液两电极都接触电解质溶液n3.两极和电解质溶液形成闭合回路两极和电解质溶液形成闭合回路n4.自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应原电池的构成条件原电池的构成条件:实验探究：原电池的形成条件仪器仪器： 两个锌电极 ，一个铜电极 电流表 导线试剂试剂：硫酸铜 硫酸锌 乙醇 请根据反应：请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个原电设计一个原电池池正极负极装置图电解质溶液电极材料电极反应思考与交流思考与交流氧化反应氧化反应还原

2、反应还原反应()()Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e- =Cu 硫酸铜溶液硫酸铜溶液ZnCue-SO42-Cu2+AZn + Cu2+ = Zn2+ + Cu Cu原电池的工作原理原电池的工作原理1.此原电池不能获得此原电池不能获得稳定电流的根本原稳定电流的根本原因是什么？因是什么？2.怎么避免这一怎么避免这一“隐隐患患”的发生？的发生？原因分析原因分析实验探究一实验探究一1 . 锌与硫酸铜直接接触反应，生成铜，锌与硫酸铜直接接触反应，生成铜，铜在锌表面析出后，与铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形成了原电池，溶液一起形成了原电池，产生的电流并没有经过电流表，所以电流表产生的电流并没有经

3、过电流表，所以电流表读数减小，当锌的表面完全覆盖一层铜时，读数减小，当锌的表面完全覆盖一层铜时，就形成不了原电池，电流为零。就形成不了原电池，电流为零。2 将锌与硫酸将锌与硫酸铜溶液分开铜溶液分开交流研讨：交流研讨：1、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？、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偏转？、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生偏转？3、左右烧杯中各发生了什么反应？、左右烧杯中各发生了什么反应？半电池：包括电极材半电池：包括电极材料和电解质溶液，两料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过个隔离的半电池通过盐桥连接起来。盐桥连接起来。实验探究二实验

4、探究二请通过实验器材设置带盐桥的锌铜硫酸铜原电池锌半电池锌半电池铜半电池铜半电池电极反应：电极反应：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应： Cu2+2e- =CuZn2e- =Zn2+Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu锌铜原电池（盐桥）锌铜原电池（盐桥）盐桥盐桥 问题解决问题解决SO42Zn2+eeSO42Cu2+K+盐桥盐桥工作示意图工作示意图CuZnK+ClK+ClK+ClK+ClK+ClClK+K+ClK+K+K+ClClK+ClClCl1、勾通内电路，避免电极材料与电解质、勾通内电路，避免电极材料与电解质溶液的直接接触溶液的直接接触2.平衡电平衡电 荷，使溶荷，使溶液呈电中液呈

5、电中性性请思考请思考如何检验如何检验Cl-的移动？的移动？讨论归纳得出结论讨论归纳得出结论两种原电池有何相同点和不同点？两种原电池有何相同点和不同点？相同点：都利用了氧化还原反应原理，都有导电性不同的两个电极相同点：都利用了氧化还原反应原理，都有导电性不同的两个电极;都能产生电流；外电路均是电子的定向移动，都能产生电流；外电路均是电子的定向移动， 内电路内电路 均是离子的定向移动。均是离子的定向移动。不同点：不同点：1两个半反应在同一区域进行两个半反应在同一区域进行, 电流不稳定电流不稳定.2两个半反应在不同区域进行两个半反应在不同区域进行, 中间用盐桥连接中间用盐桥连接, 电流持续、稳定电流

6、持续、稳定. 优点：优点：1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应， 增加了原电池的使用寿命增加了原电池的使用寿命2. 能够产生持续稳定的电流，提高了原电池能够产生持续稳定的电流，提高了原电池的使用效率的使用效率使用了盐桥的原电池使用了盐桥的原电池有什么优点？有什么优点？知识递进知识递进优点：优点：1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应， 增加了原电池的使用寿命。增加了原电池的使用寿命。2. 能够产生持续稳定的电流，提高了原电池的使用能够产生持续稳定的电流，提高了原电池的使用效率效率使用了盐桥的原电池

7、使用了盐桥的原电池有什么优点？有什么优点？是否所有的原电池中都要使用盐桥装置，避免电解质溶液与电极材料的接触？有没有一种电池，电极材料不与电解质溶液反应呢？请思考？燃料电池介绍燃料电池是使氧化剂和还原剂反应直接产生电流的一种原电池，它与其它电池不同，它不是把氧化剂和还原剂全部贮存在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时把电极反应产物不断排出电池。燃料电池的正极和负极都用多孔碳或多孔铂等制成，从负极连续通入可燃性气体，从正极连续通入氧气或空气，电解液可以用酸、碱、或中性溶液把两个电极隔开。燃料电池的最终产物和燃烧时的产物相同。如根据以下两个反应设计的原电池如下表所示：如根据以下两个反应设计的

8、原电池如下表所示：原理原理负极负极正极正极电解质溶液电解质溶液电极反应电极反应2FeCl2FeCl3 3Cu Cu =2FeCl=2FeCl2 2CuClCuCl2 2CuCuC(FeC(Fe3 3) )FeClFeCl3 3负极：负极：CuCu2e2e=Cu=Cu2 2正极：正极：2Fe2Fe3 32e2e=2Fe=2Fe2 2Pt(HPt(H2 2) )Pt(OPt(O2 2) )KOHKOH负极负极：2H2H2 24OH4OH4e4e= 4H= 4H2 2O O正极：正极：O O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OHH2CCuFeCl3CuSO41 1 依据氧化还原反应：依据

9、氧化还原反应： 2Ag2Ag+ +(aq) + Cu(s(aq) + Cu(s) = Cu) = Cu2+2+(aq) + 2Ag(s)(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示，设计的原电池如图所示，请回答下列问题：请回答下列问题：（1 1）电极）电极X X的材料是的材料是 ； 电解质溶液电解质溶液Y Y是是 ；（2 2）银电极为电池的）银电极为电池的 极，极， 发生的电极反应为发生的电极反应为 X X电极上发生的电极反应为电极上发生的电极反应为 ；（3 3）外电路中的电子是从）外电路中的电子是从 电极电极 流向流向 电极。电极。CuCuAgNOAgNO3 3正正X XAgAgCu 2e

10、- = Cu2+2Ag+ + 2e- = 2 Ag练习反馈练习反馈有人设计出利用有人设计出利用CHCH4 4和和O O2 2的反应，用铂电极在的反应，用铂电极在KOHKOH溶溶液中构成原电池。电池的总反应类似于液中构成原电池。电池的总反应类似于CHCH4 4在在O O2 2中燃烧，则中燃烧，则下列说法正确的是下列说法正确的是 ( () )。每消耗每消耗1 mol CH1 mol CH4 4可以向外电路提供可以向外电路提供8 mol e8 mol e负极上负极上CHCH4 4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式：负极上是负极上是O O2 2获得电子，电极反应式为：获得电子，电极反应式为：O

11、 O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH电池放电后，溶液电池放电后，溶液pHpH不断升高不断升高A A B B C C D D【练习练习2 2】 A A一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用LiLi2 2COCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3的熔融盐混合物作电解质，一极通的熔融盐混合物作电解质，一极通COCO气体，气体，另一极通另一极通O O2 2和和COCO2 2混合气体，其总反应为：混合气体，其总反应为：2CO2COO O2 2=2CO=2CO2 2。则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是( () )。A A通通COCO

12、的一极是电池的正极的一极是电池的正极B B负极发生的电极反应是：负极发生的电极反应是：O O2 22CO2CO2 24e4e=2CO=2CO3 32-2-C C负极发生的电极反应是：负极发生的电极反应是：COCO2CO2CO3 32-2- 2e-=2CO- 2e-=2CO2 2D D正极发生氧化反应正极发生氧化反应【练习练习3 3】 C C4:控制适合的条件，控制适合的条件，KI溶液过量，将反应溶液过量，将反应2Fe32I 2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断正确的是设计成如下图所示的原电池。下列判断正确的是 ()A反应开始时，甲中石墨电极上反应开始时，甲中石墨电极上Fe3发发生氧化反应生氧化反应B反应开始时，乙中石墨电极的反应式：反应开始时，乙中石墨电极的反应式：I22e= 2IC电流计读数为零时，在甲中加入电流计读数为零时，在甲中加入KSCN溶液，出现血红色溶液，出现血红色D电流计读数为零时，反应处在停止状态电流计读数为零时，反应处在停止状态C