选修4原电池公开课课件资料优秀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复习回顾复习回顾1 1、原电池是、原电池是_的装置。的装置。原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应2 2、如右图所示，组成的原电池：、如右图所示，组成的原电池：（1 1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H H2 2SOSO4 4时：时：ZnZn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，）极，其电极反应为其电极反应为_，该反应，该反应是是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同）反应；，下同）反应；CuCu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反

2、应为_,_,该反应是该反应是_反应。反应。（2 2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时：Zn Zn电极电极是是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反应；反应；CuCu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,_,该反应该反应_反应反应.负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正2H2H+2e+2e-=H=H2 2还原还原负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu还原还原1.能自发进行氧化还原反应能自发进行氧化还原反应2.两个活泼性不同的导体作电极两个活泼性不同的导体作电极

3、3.有电解质溶液有电解质溶液4.形成闭合回路形成闭合回路原电池的构成条件原电池的构成条件:练习练习推断下列装置是否能形成原电池？推断下列装置是否能形成原电池？ABCDEFCDE氧化反应氧化反应还原反应还原反应()()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锌片锌片锌片锌片失去电子失去电子失去电子失去电子，铜离子，铜离子，铜离子，铜离子得到电子得到电子得到电子得到电子，两极之间溶液离，两极之间溶液离，两极之间溶液离，两极之间溶液离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动，构成闭

4、子的定向移动和外部导线中电子的定向移动，构成闭子的定向移动和外部导线中电子的定向移动，构成闭子的定向移动和外部导线中电子的定向移动，构成闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生转移过程，产生转移过程，产生转移过程，产生电流电流电流电流。开始实验现象开始实验现象锌片锌片Zn-2e-=Zn2+铜铜Cu2+2e-=Cu电流表电流表锌片腐蚀，不断溶解锌片腐蚀，不断溶解铜片上有红色物质析出铜片上有红色物质析出电流表指针发生偏转电流表指针发生偏转一

5、段时间试验现象一段时间试验现象锌片被红色物质覆盖锌片被红色物质覆盖电流表读数不断减小电流表读数不断减小试验探究一试验探究一Zn也会和也会和CuSO4干脆反应存在缺陷！干脆反应存在缺陷！2.不运用时，该原电池能否长期保存CuSO4溶液溶液AZn1.1.为什么电流表读数不断减小？为什么电流表读数不断减小？因为铜在锌表面析出后，与因为铜在锌表面析出后，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，所以电流表的读数不断减小。产生的电流并没有经过电流表，所以电流表的读数不断减小。当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两

6、个电极都是铜，已不能发生原电池反应，所以最终无电流产生。发生原电池反应，所以最终无电流产生。试验探究一试验探究一现象再分析现象再分析1.此原电池不能获得此原电池不能获得稳定电流的根本缘由稳定电流的根本缘由是什么？是什么？2.怎么避开这一怎么避开这一“隐隐患患”的发生？的发生？缘由分析缘由分析试验探究一试验探究一CuCuZnZnZnSOZnSO4 4溶液溶液溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液Zn2+SO42-A1.1.烧杯中加什么溶液？烧杯中加什么溶液？试验设计试验设计不与锌反应的溶液，不与锌反应的溶液，一般加金属对应的盐溶液。一般加金属对应的盐溶液。为什么？为什么？SO42-Zn2

7、+2.2.安培表指针会偏转吗？安培表指针会偏转吗？3.3.怎样构成闭合回路？怎样构成闭合回路？试验探究二试验探究二盐桥盐桥中通常装有含中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂饱和溶液的琼脂 K+和和Cl-在盐桥中能移动在盐桥中能移动 信息提示信息提示沟通研讨：沟通研讨：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？4、该装置与一般锌铜原电池相比，有什么不同的地方、该装置与一般锌铜原电池相比，有什么不同的地方？半电池：

8、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。试验探究二试验探究二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、勾通内电路2.平衡电平衡电荷，使溶荷，使溶液呈电中液呈电中性性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）ZnSOZ

9、nSO4 4溶液溶液溶液溶液CuZnCuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液盐桥盐桥 问题解决问题解决电池符号电池符号：Zn Zn ZnSOZnSO4 4 CuSOCuSO4 4 Cu Cu 负极负极 盐桥盐桥 正极正极二二.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：还原性强的材料作负极，失电子被氧化还原性强的材料作负极，失电子被氧化电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原电子由负极经导线流向正极电子由负极经导线流向正极两极之间通过两极之间通过盐桥盐桥构成闭合回路。构成闭合回路。学问小结学问小结一一.盐桥

10、的作用盐桥的作用：1.勾通内电路勾通内电路2.平衡电荷，使溶液呈电中性平衡电荷，使溶液呈电中性半电池中：半电池中：另半电池：另半电池：外电路中：外电路中：内电路中：内电路中：银半电池银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：Cu2e-=Cu2+2Ag+2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2+2Ag铜银原电池（盐桥）铜银原电池（盐桥）AgNOAgNO3 3溶液溶液溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液CuAg盐桥盐桥 问题解决问题解决请依据离子反应：请依据离子反应：Fe+Cu2+Fe2+Cu设计一个带盐桥的原电池，设计一个带盐桥的原电池，学问应用学

11、问应用CuSO4溶液溶液AFe学问递进学问递进优点：优点：1.有效避开了电极材料与电解质溶液的干脆反应，有效避开了电极材料与电解质溶液的干脆反应，增加了原电池的运用寿命增加了原电池的运用寿命2.离子在盐桥中作定向移动，削减了离子的混乱，离子在盐桥中作定向移动，削减了离子的混乱，使离子移动更加有序，电流持续稳定使离子移动更加有序，电流持续稳定，提高了原电池的运用效率提高了原电池的运用效率A(高考真题）依据氧化还原反应：高考真题）依据氧化还原反应：2Ag 2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu(aq)+Cu(s)=Cu2+2+(aq)+2Ag(s)(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，设计的原电

12、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-=Cu2+2Ag+2e-=2 Ag练习反馈练习反馈三原三原电电池正、池正、负负极的推断极的推断特殊提示特殊提示 推断推断电电极极时时，不能，不能简洁简洁地依据金属的活地依据金属的活动动性性依次来推断，要

13、看反依次来推断，要看反应应的具体状况。如：的具体状况。如：(1)Al在在强强碱溶液中比碱溶液中比Mg更易失更易失电电子，子，Al作作负负极、极、Mg作正极。作正极。(2)Fe、Al在在浓浓HNO3中中钝钝化后，比化后，比Cu更更难难失失电电子，子，Cu作作负负极、极、Fe、Al作正极。作正极。BCB推断右边原电池的正、负极，并写出电极推断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。反应式。Cu CCu CFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极：CuCu 失电子失电子 Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+正极：正极：FeFe3+3+得电子得电子 2Fe2Fe3+3+2e+2e-=2Fe=2F

14、e2+2+A A Cu+2FeClCu+2FeCl3 3=CuCl=CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2先写出总反应：先写出总反应：即即 负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：拆成离子方程式：Cu +2FeCu +2Fe3 3 =Cu=Cu2 2 +2Fe+2Fe2 2依据化合价升降推断正负极依据化合价升降推断正负极四、电极方程式的书写四、电极方程式的书写1.简洁原电池电极方程式的写法简洁原电池电极方程式的写法2.2.困难原电池电极方程式的书写困难原电池电极方程式的书写（1 1）方法点拨：写电极方程式的时候，要依）方法点拨：写电极方程式的时候，要依据据“得电子显负电；

15、失电子显正电得电子显负电；失电子显正电”的原则，的原则，利用利用“电荷守恒电荷守恒”，通过巧用，通过巧用H H、OHOH和水和水写出电极方程式。写出电极方程式。（2 2）一般先写出简洁一极的反应式，再用总）一般先写出简洁一极的反应式，再用总反应式做差得出另一极的反应式。反应式做差得出另一极的反应式。（3 3）两极同时书写时留意使两极电子得失相）两极同时书写时留意使两极电子得失相等。等。请写出右边原电池的请写出右边原电池的电极方程式。电极方程式。总反应方程式：总反应方程式：负极：负极：AlAl，失，失e e-2Al-6e2Al-6e 22Al3+2Al2Al3+3+8OH+8OH-=2AlO=2

16、AlO2 2-+4H+4H2 2OO 负极总反应：负极总反应：负极总反应：负极总反应：2Al+8OH 2Al+8OH-6e6e 2AlO2AlO2 2-+4H+4H2 2O O 正极：总反应负极反应正极：总反应负极反应正极：总反应负极反应正极：总反应负极反应6H6H2 2O O 6e6e 6OH6OH 3H 3H2 2 Mg AlNaOHNaOH溶液溶液A拆成离子方程式：拆成离子方程式：2Al+2OH+2H2O =2AlO2+3H2依据化合价升降推断正负极依据化合价升降推断正负极2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H21.1.利用原电池原理设计新型化学电池；利用原电池原理设计新型化

17、学电池；2.2.改变更学反应速率，照试验室用粗锌与硫酸改变更学反应速率，照试验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；反应制取氢气；3.3.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；4.4.电化学爱护法，即将金属作为原电池的正极电化学爱护法，即将金属作为原电池的正极而受到爱护。如在铁器表面镀锌。而受到爱护。如在铁器表面镀锌。五、原电池原理的应用：五、原电池原理的应用：5.5.说明某些化学现象说明某些化学现象(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电

18、池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：原电池原理应用：(2)比较反应速率比较反应速率例例2：下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的

19、反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（D）原电池原理应用：原电池原理应用：例例3：下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的依次是率由慢到快的依次是(4)(2)(1)(3)练练习习推断下列哪些装置构成了原电池？若不是，推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，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：

20、总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+Fe2+H2或或 Fe+H2SO4FeSO4+H22.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在如图所示，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；当心的向烧杯中心滴入盛水的烧杯中，使之平衡；当心的向烧杯中心滴入CuSO4溶液，片刻后可视察到的现象是溶液，片刻后可视察到的现象是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+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+(D)(Zn AgNO3 C)(Fe Fe2(SO4)3 C)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；