人教版化学选修4第四章第一节.ppt
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1、 第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动 第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动本本章章教教材材内内容容共共分分四四节节。第第一一节节“原原电电池池”,具具体体内内容容包包括括带带有有盐盐桥桥的的较较复复杂杂的的原原电电池池、原原电电池池的的构构成成和和反反应应原原理理、设设计计原原电电池池、选选用用正
2、正负负极极的的原原则则;第第二二节节“化化学学电电源源”,主主要要讲讲述述了了电电池池选选用用的的标标准准,一一次次电电池池、二二次次电电池池和和燃燃料料电电池池的的反反应应原原理理;第第三三节节“电电解解池池”,主主要要介介绍绍了了电电解解的的原原理理、电电解解饱饱和和食食盐盐水水、电电镀镀、铜铜的的电电解解精精炼炼以以及及电电冶冶金金制制取取活活泼泼金金属属的的知知识识;第第四四节节“金金属属的的电电化化学学腐腐蚀蚀的的反反应应原原理理”,具具体体介介绍绍了了牺牺牲阳极的阴极保牲阳极的阴极保护护法和外加法和外加电电流的阴极保流的阴极保护护法。法。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)
3、(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动本本章章主主要要研研究究的的是是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,内内容容应应用用领领域域广广,由由此此形形成成的的工工业业很很多多,如如电电解解、电电镀镀、电电冶冶金金、电电池池制制造造等等。本本章章着着重重研研究究化化学学反反应应与与电电能能的的关关系系,属属于于热热力力学学研研究究的的范范畴畴,是是中中学学化化学学中中的的重重要要理理论论知知识识。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教
4、版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动本本章章着着重重研研究究化化学学反反应应与与电电能能的的关关系系,是是电电化化学学的的重重点点内容,学内容,学习时应习时应注意以下几点:注意以下几点:1注注意意本本章章新新旧旧知知识识间间的的联联系系,抓抓住住原原电电池池、电电解解池池、氧氧化化还还原原反反应应、化化学学反反应应中中的的能能量量变变化化等等知知识识之之间间的的联联系系,并并进进行行对对比。比。2注注意意实实验验现现象象的的观观察察和和分分析析,有有利利于于增增强强探探索索化化学学反反应应原理的原理的兴兴
5、趣,趣,树树立学立学习习和研究化学的志向。和研究化学的志向。3建建立立学学科科间间的的联联系系,注注意意电电化化学学知知识识在在实实际际中中的的应应用,做到学以致用。用,做到学以致用。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动【本本章章重重点点】电电极极反反应应和和电电池池反反应应方方程程式式的的书书写写;一一次次电电池池、二二次次电电池池和和燃燃料料电电池池的的反反应应原原理理、性性能能及及其其应应用用;电电解解池池的的工工作作原原理理及及其其应应用
6、用;金金属属的的电电化化学学腐腐蚀蚀及及金金属属的的电电化学防化学防护护。【本本章章难难点点】原原电电池池的的工工作作原原理理;化化学学电电池池的的工工作作原原理;理;电电解池的工作原理;金属的吸氧腐解池的工作原理;金属的吸氧腐蚀蚀。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动第一节原电池第一节原电池 第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主
7、研研习习课课堂堂师师生生互互动动1了解原了解原电电池的工作原理及构成条件。池的工作原理及构成条件。2能能够够正确判断原正确判断原电电池的正池的正负负极。极。3能写出能写出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。4盐桥盐桥在原在原电电池中的池中的应应用。用。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动一、原电池一、原电池1原电池定义原电池定义原电池:将原电池:将_转化为转化为_的装置。的装置。2氧氧化化还还原原的的本本质质是是_与与_之之间
8、间发发生生_的的过过程程,通通常常氧氧化化还还原原反反应应中中并并不不能能获获得得电电流流,要要使使能能量量直直接接转转变变为为电电能能,就就要要设设计计_,使使_反反应和应和_反应分别在反应分别在_进行。进行。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动3原原电电池池的的电电极极:负负极极:电电子子_的的一一极极,发发生生_反反应应的的一一极极,电电流流_的的一一极极。正正极极:电电子子_的的一一极极,发发生生_反反应应的的一一极极,电电流流_的一极。
9、的一极。4构构成成原原电电池池的的条条件件:_;_;_,有有明显电流产生时需具备此条件;明显电流产生时需具备此条件;形成形成_。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动二、铜锌原电池二、铜锌原电池1电极名称及电极反应电极名称及电极反应锌锌片片:_极极,电电极极反反应应式式为为_(_反应反应);铜铜片片:_极极,电电极极反反应应式式为为_(_反应反应)。总化学方程式:总化学方程式:_。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人
10、教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动2由两个半电池组成原电池的工作原理由两个半电池组成原电池的工作原理(1)在在此此类类电电池池中中,用用_的的物物质质作作为为负负极极,负负极极向向外外电电路路提提供供电电子子;用用_的的物物质质作作为为正正极极,正正极极从从外外电路得到电子。电路得到电子。(2)在在原原电电池池的的内内部部,两两极极浸浸在在电电解解质质溶溶液液中中,并并通通过过正正负负离离子子的的定定向向运运动动而而形形成成_。放放电电时时,负负极极上上的的电电子子通通过过导导线线流流向向_,再再通通过过溶溶液
11、液中中离离子子形形成成的的内内电电路路构成环路。构成环路。(3)原电池输出电能的能力,取决于原电池输出电能的能力,取决于_。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动答案:答案:一、一、1.化学能电能化学能电能2氧氧化化剂剂还还原原剂剂电电子子转转移移原原电电池池氧氧化化,还还原原不同区域不同区域3流出氧化流入流入还原流出流出氧化流入流入还原流出4活活泼泼性性不不同同的的两两个个电电极极负负极极:较较活活泼泼的的金金属属;正正极极:较较不不活活泼泼的的
12、金金属属或或非非金金属属导导体体石石墨墨等等电电极极需需插插在在电电解解质质溶溶液液中中原原电电池池形形成成过过程程中中必必须须有有电电子子转转移移,所所以以要要求求必须存在一个氧化还原反应闭合电路必须存在一个氧化还原反应闭合电路 第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动二、二、1.负负Zn2eZn2氧化氧化正正Cu22eCu还原还原ZnCu2CuZn22(1)还原性较强氧化性较强还原性较强氧化性较强(2)内电路正极内电路正极(3)组成原电池的反应物
13、的氧化还原能力组成原电池的反应物的氧化还原能力 第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动1某某中中学学兴兴趣趣小小组组为为了了体体验验水水果果电电池池电电流流的的存存在在进进行行了了下下列列装装置置的的实实验验。用用苹苹果果一一只只,铝铝片片和和锌锌片片各各一一片片,电电流流计计一一只只,按按图图连连接接好好。在在实实验验前前,先先用用砂砂纸纸擦擦去去表表面面的的氧氧化化膜,实验时保持两金属插在苹果上不能直接接触。膜,实验时保持两金属插在苹果上不能直
14、接接触。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动你你知知道道在在上上述述水水果果电电池池中中,电电流流的的强强弱弱与与两两极极的的距距离离有有什么关系什么关系吗吗?影响?影响电电流的因素流的因素还还可能有哪些呢?可能有哪些呢?提提示示:距距离离越越近近,电电流流越越大大。另另外外,电电流流大大小小还还与与两两金金属片属片宽宽度以及两度以及两电电极金属相极金属相对对强强弱等因素有关。弱等因素有关。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(
15、人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动2盐桥在原电池中有何作用?盐桥在原电池中有何作用?提示:提示:(1)作用:使两个半电池中的溶液连成一个通路。作用:使两个半电池中的溶液连成一个通路。(2)优优点点:使使原原电电池池中中氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂近近乎乎完完全全隔隔离离,并并在在不不同同区区域域之之间间实实现现了了电电子子的的定定向向移移动动,使使原原电电池池能能持持续续、稳定地产生电流。稳定地产生电流。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能
16、能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动3盐盐桥桥是是装装有有饱饱和和KCl琼琼脂脂溶溶胶胶的的 U 形形管管,溶溶液液不不致致流流出出来来,但但离离子子则则可可以以在在其其中中自自由由移移动动。试试推推断断,盐盐桥桥中中是是通过什么微粒的定向移动使整个装置构成回路的?通过什么微粒的定向移动使整个装置构成回路的?提提示示:是是溶溶在在琼琼脂脂溶溶胶胶中中的的电电解解质质电电离离出出的的阴阴阳阳离离子子,在在电电场场中中做做定定向向移移动动的的结结果果,在在此此要要特特别别注注意意的的是是盐盐桥桥中中的的电解质不会电解质不会(或很少或很少)进入相
17、连的两池中。进入相连的两池中。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动4镁镁、铝铝和和NaOH溶溶液液组组成成原原电电池池,作作负负极极的的应应该该是是哪种金属?为什么?哪种金属?为什么?提提示示:原原电电池池的的负负极极总总是是失失电电子子发发生生氧氧化化反反应应,其其正正极极总总是是得得电电子子发发生生还还原原反反应应。哪哪个个电电极极与与电电解解质质溶溶液液更更易易反反应应而而失失电电子子,就就是是原原电电池池的的负负极极,不不一一定定是是较较
18、活活泼泼的的金金属属作作负负极极,而而要要看看是是否否发发生生氧氧化化反反应应。镁镁、铝铝和和NaOH溶溶液液组组成成原原电电池池中中,铝铝能能与与NaOH溶溶液液反反应应,而而镁镁尽尽管管较较为为活活泼泼但但它它不不与与NaOH溶液反应,所以铝为原电池的负极。溶液反应,所以铝为原电池的负极。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动5为为什什么么实实验验室室用用锌锌与与稀稀H2SO4反反应应制制H2,其其他他条条件件相同的条件下,用粗锌产生相同的条件
19、下,用粗锌产生H2的速率会更快?的速率会更快?提提示示:形形成成锌锌|稀稀H2SO4|杂杂质质金金属属的的原原电电池池,所所以以反反应应速率会更快。速率会更快。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动氧氧化化还还原原反反应应的的本本质质是是反反应应物物之之间间电电子子的的转转移移,但但是是在在通通常常的的氧氧化化还还原原反反应应中中并并不不能能获获得得电电流流。如如将将锌锌片片放放在在CuSO4溶溶液液中中,可可以以看看到到铜铜被被锌锌置置换换出出来
20、来,并并放放出出热热量量,其其反反应应为为:Cu2ZnZn2Cu。在在此此反反应应中中,锌锌原原子子把把电电子子直直接接给给了了在在溶溶液液中中与与之之接接触触的的Cu2,被被氧氧化化成成Zn2,进进入入溶溶液液;而而Cu2在在锌锌片片上上直直接接得得到到电电子子,被被还还原原成成铜铜(相相当当于短路于短路),得不到,得不到电电流。流。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动一、原电池结构及工作原理一、原电池结构及工作原理1原电池的概念原电池的概念(
21、1)原原电电池池的的定定义义:能能把把化化学学能能转转化化为为电电能能的的装装置置叫叫做做原电池。原电池。(2)原电池的电极。原电池的电极。负极:发生氧化反应,电子流出负极:发生氧化反应,电子流出(流向正极流向正极)的一极。的一极。正极:发生还原反应,电子流入正极:发生还原反应,电子流入(来自负极来自负极)的一极。的一极。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动(3)原原电电池中池中电电荷的移荷的移动动。在在氧氧化化还还原原反反应应的的过过程程中中,
22、在在外外电电路路(电电解解质质溶溶液液以以外外),电电子子由由负负极极经经导导线线(包包括括电电流流计计和和其其他他用用电电器器)流流向向正正极极,使使负负极极呈呈正正电电性性趋趋势势,正正极极呈呈负负电电性性趋趋势势。由由电电性性作作用用原原理理可可知知,在在内内电电路路(电电解解质质溶溶液液中中),阳阳离离子子(带带正正电电荷荷)向向正正极极移移动动,阴阴离离子子(带带负负电电荷荷)向向负负极极移移动动。这这样样就就形形成成了了电电荷荷连连续续定向移定向移动动,电电性性趋趋向平衡的向平衡的闭闭合合电电路。路。第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题
23、探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动若若化化学学反反应应的的过过程程中中有有电电子子转转移移,我我们们就就可可以以把把这这个个过过程程中中的的电电子子转转移移设设计计成成定定向向移移动动,即即形形成成电电流流。所所以以只只有有氧氧化化还还原原反反应应中中的的能能量量变变化化才才能能被被转转化化成成电电能能;非非氧氧化化还还原原反反应应中中的的能能量量变变化化不不能能设设计计成成电电池池的的形形式式被被人人类类利利用用,但但可可以以以光能、以光能、热热能等其他形式的能量被人能等其他形式的能量被人类应类应用。用。第四章 电化学基础
24、化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动2组组成原成原电电池的条件池的条件(1)有两种活有两种活动动性不同的金属性不同的金属(或一种非金属或一种非金属导导体体)作作电电极。极。(2)电电极材料均插入极材料均插入电电解解质质溶液中。溶液中。(3)两极相两极相连连形成形成闭闭合回路。合回路。(4)能自能自发发地地发发生氧化生氧化还还原反原反应应。说明:说明:原电池中,负极的金属性比正极的金属性强。原电池中,负极的金属性比正极的金属性强。形形成成闭闭合合回回路路的的方方式式
25、有有多多种种,可可以以是是导导线线连连接接两两个个电电极,也可以是两电极直接接触。如图所示:极,也可以是两电极直接接触。如图所示:第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动案例精析案例精析【例【例1】如图所示装置中,能组成原电池的是】如图所示装置中,能组成原电池的是()第四章 电化学基础化学化学化学化学(人教版)(人教版)(人教版)(人教版)问问题题探探究究知知能能定定位位课课后后强强化化作作业业资资料料备备选选自自主主研研习习课课堂堂师师生生互互动动
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