人教版选修四原电池ppt课件.ppt
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1、普通高中课程标准实验教科书化学选修普通高中课程标准实验教科书化学选修4第一节第一节原电池原电池第四章第四章电化学基础电化学基础为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.原电池的定义:原电池的定义:2.原电池反应的本质:原电池反应的本质:3.构成原电池的条件:构成原电池的条件:将化学能转化为电能的装置叫做原电池。将化学能转化为电能的装置叫做原电池。氧化还原反应氧化还原反应电解质溶液电解质溶液两个活泼性不同的导体做电极两个活泼性不同的导体做电极形成闭合回路形成闭合回路能自发地发生氧化还原反应能自发地发生氧化还原反应两极一
2、液一连接两极一液一连接一、知识回顾一、知识回顾为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益CuZn 稀硫酸稀硫酸-Zn2+H+H+Zn2e-=Zn2+负极负极正极正极2H+2e-=H2总反应式总反应式:Zn+2H+=Zn2+H2负负正正氧化反应氧化反应还原反应还原反应现象:现象:锌棒溶解,铜棒上锌棒溶解,铜棒上有气泡有气泡A为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益CuZn-Zn2+H+H+负极负极正极正极阳离子阳离子阴离子阴离子正极正极负极负极SO
3、42-4.原电池工作原理原电池工作原理Ae-为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益ABCDEFG下列哪几个装置能形成原电池?下列哪几个装置能形成原电池?HVXVVXXXV思考与练习思考与练习为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益理论上应看到只在铜片理论上应看到只在铜片上有金属析出,实际上锌上有金属析出,实际上锌片上也有金属产生,这是片上也有金属产生,这是什么原因导致的呢?什么原因导致的呢?最终又会造成什么后果最终又会造成什么后果?怎样避免和
4、克服呢?怎样避免和克服呢?ACuSO4锌片锌片 铜片铜片想一想想一想为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益思考:如何才能得到持续稳思考:如何才能得到持续稳 定的电流?定的电流?分析:分析:由于锌片与硫酸铜溶由于锌片与硫酸铜溶液直接接触,铜在锌片表液直接接触,铜在锌片表面析出,锌表面也构成了面析出,锌表面也构成了原电池,进一步加速铜在原电池,进一步加速铜在锌表面析出,致使向外输锌表面析出,致使向外输出的电流强度减弱。当锌出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后,片表面完全被铜覆盖后,不再构成原电池,也就没不再构成原电
5、池,也就没有电流产生。有电流产生。CuZnACuSO4为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益【交流【交流研讨一研讨一】让锌片与硫酸铜让锌片与硫酸铜不直接接触不直接接触ZnSO4溶液溶液 CuSO4溶液溶液ZnCuA?改进改进如何改进原电池装置?如何改进原电池装置?硫酸铜硫酸铜CuZnAu盐桥:在盐桥:在U U型管中装满用饱和型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂作成的冻胶。溶液和琼脂作成的冻胶。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益二、双液原电池
6、二、双液原电池1.实验现象:实验现象:有盐桥存在时电流计指有盐桥存在时电流计指针发生偏转,即有电流针发生偏转,即有电流通过电路。取出盐桥,通过电路。取出盐桥,电流计指针即回到零点,电流计指针即回到零点,说明没有电流通过。说明没有电流通过。2.工作原理:工作原理:负极(锌片):负极(锌片):Zn2e-=Zn2+(氧化反应)(氧化反应)正极(铜片):正极(铜片):Cu2+2e-=Cu(还原反应)(还原反应)电池反应(电池反应(总化学方程式总化学方程式):):Zn+Cu2+=Zn2+Cu为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权
7、益二、双液原电池二、双液原电池思考:思考:改进后的装置改进后的装置为什么能够持续、稳为什么能够持续、稳定的产生电流?盐桥定的产生电流?盐桥在此的作用是什么?在此的作用是什么?解析:解析:使使Cl-向锌盐方向移动,向锌盐方向移动,K+向铜盐方向移动,向铜盐方向移动,使使Zn盐和盐和Cu盐溶液一直保持电中性,从而使盐溶液一直保持电中性,从而使电子不断从电子不断从Zn极流向极流向Cu极。极。(1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触(2)可使连接的两溶液保持电中性)可使连接的两溶液保持电中性3.盐桥的作用:盐桥的作用:为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应
8、社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益设计双液原电池的思路:u还原剂和氧化产物为还原剂和氧化产物为负极负极的的半电池半电池u氧化剂和还原产物为氧化剂和还原产物为正极正极的的半电池半电池Zn+2Ag+=Zn2+2Agu根据电极反应确定合适的电极材料根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液和电解质溶液u外电路外电路用导线连通,可以接用电器用导线连通,可以接用电器u内电路内电路是将电极浸入电解质溶液中,是将电极浸入电解质溶液中,并通过并通过盐桥盐桥沟通内电路沟通内电路为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用
9、人单位和职工的合法权益 练习:练习:利用利用Fe+Cu2+=Fe2+Cu设计一个设计一个原电池,画出示意图,写出电极反应。原电池,画出示意图,写出电极反应。负极负极:Fe2e-=Fe2+正极:正极:Cu2+2e-=Cu CuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO4为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益四、原电池正负极判断四、原电池正负极判断1.1.由组成原电池的电极材料判断由组成原电池的电极材料判断一般一般 负极负极 的金属的金属 正极正极 的金属的金属或或 导体,以及某些金属氧化物导体,以及某些金属氧化物可以理解
10、成:可以理解成:与电解质溶液反应与电解质溶液反应 练习:练习:Mg-Al-HMg-Al-H2 2SOSO4 4中中 是正极,是正极,是负极是负极 Mg-Al-NaOH Mg-Al-NaOH中中 是正极是正极 是负极是负极MgMgAlAlAlAlMgMg 活泼性强活泼性强活泼性弱活泼性弱非金属非金属负极负极为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.1.由组成原电池的电极材料判断由组成原电池的电极材料判断2.2.根据电子(电流)流动的方向判断根据电子(电流)流动的方向判断 电子由电子由 流出,流入流出,流入 ;电流由电流
11、由 流出,流入流出,流入 。负极负极正极正极正极正极负极负极四、原电池正负极判断四、原电池正负极判断为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.1.由组成原电池的电极材料判断由组成原电池的电极材料判断2.2.根据电子(电流)流动的方向判断根据电子(电流)流动的方向判断 3.3.根据电极反应类型判断根据电极反应类型判断 负极负极 电子,发生电子,发生 反应反应 正极正极 电子,发生电子,发生 反应反应 失失得得氧化氧化还原还原四、原电池正负极判断四、原电池正负极判断为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济
12、体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.1.由组成原电池的电极材料判断由组成原电池的电极材料判断2.2.根据电子(电流)流动的方向判断根据电子(电流)流动的方向判断 3.3.根据电极反应类型判断根据电极反应类型判断 4.4.根据电解质溶液离子移动的方向判断根据电解质溶液离子移动的方向判断 阴离子向阴离子向 极移动(负极带正电荷)极移动(负极带正电荷)阳离子向阳离子向 极移动(正极带负电荷)极移动(正极带负电荷)负负正正四、原电池正负极判断四、原电池正负极判断为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权
13、益1.1.由组成原电池的电极材料判断由组成原电池的电极材料判断2.2.根据电子(电流)流动的方向判断根据电子(电流)流动的方向判断 3.3.根据电极反应类型判断根据电极反应类型判断 4.4.根据电解质溶液离子移动的方向判断根据电解质溶液离子移动的方向判断 5.5.根据电极现象来判断根据电极现象来判断 负极负极 ;正极正极 ;牺牲、溶解牺牲、溶解增重、气泡增重、气泡四、原电池正负极判断四、原电池正负极判断为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.1.由组成原电池的电极材料判断由组成原电池的电极材料判断2.2.根据电子(
14、电流)流动的方向判断根据电子(电流)流动的方向判断 3.3.根据电极反应类型判断根据电极反应类型判断 4.4.根据电解质溶液离子移动的方向判断根据电解质溶液离子移动的方向判断 5.5.根据电极现象来判断根据电极现象来判断 6.6.燃料电池中燃料电池中 燃料在燃料在 反应反应 氧化剂在氧化剂在 反应反应 负极负极正极正极四、原电池正负极判断四、原电池正负极判断为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益1.判断金属的活动性判断金属的活动性原电池的负极为较活泼的金属,发生氧化反应。原电池的负极为较活泼的金属,发生氧化反应。把把
15、A、B、C、D四四块块金金属属泡泡在在稀稀H2SO4中中,用用导导线线两两两两相相连连可可以以组组成成各各种种原原电电池池。若若A、B相相连连时时,A为为负负极极;C、D相相连连,D上上有有气气泡泡逸逸出出;A、C相相连连时时A极极减减轻轻;B、D相相连连,B为为正正极极。则则四四种种金金属属的的活活泼泼性性顺顺序序由由大大到小排列为到小排列为。ACDB五、原电池原理的应用五、原电池原理的应用为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益2.改变化学反应速率改变化学反应速率(1 1)加快反应速率)加快反应速率实实验验室室制制
16、取取氢氢气气,用用锌锌与与稀稀硫硫酸酸反反应应。锌锌用用纯纯锌锌好好,还还是是用用粗粗锌锌好好(杂杂质质为为碳碳)?为为什什么么?如如果果只只有有纯纯锌锌、稀稀硫硫酸酸和和硫硫酸铜,怎么办?酸铜,怎么办?为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益马马口口铁铁和和白白铁铁一一旦旦有有划划痕痕后后,在在潮潮湿湿的的空空气气中,谁被腐蚀的速度快?中,谁被腐蚀的速度快?(2 2)减缓反应速率)减缓反应速率-金属的电化防腐金属的电化防腐为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人
17、单位和职工的合法权益3.钢铁的电化腐蚀钢铁的电化腐蚀为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3nH2O(铁锈)(铁锈)通常两种腐蚀同时存在,但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在,但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条条件件水膜呈酸性。水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2O H2CO3 H+HCO3-电电极极反反应应负极负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e=H2O
18、2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联联系系为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益练练1.(07海南)依据氧化还原反应:海南)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(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)电极)电极X的材料是的材料是;电解质溶液;电解质溶液Y是是;(2)银电极为电池的)银电极为电池的极,发生的电极反应
19、为极,发生的电极反应为;X电极上发生的电极反应为电极上发生的电极反应为;(3)外电路中的电子是从)外电路中的电子是从电极流向电极流向电极。电极。CuAgNO3溶液溶液2Ag+2e-=2AgCu-2e-=Cu2+CuAg正正为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益练习练习2.(08广东卷)用铜片、银片、广东卷)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的的U型管)型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(构成一个原电池。以下有关该原电池的
20、叙述正确的是()在外电路中,电流由铜电极流向银电极在外电路中,电流由铜电极流向银电极正极反应为:正极反应为:Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作将铜片浸入将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同反应相同ABCDC为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益练习练习3 如图所示,在铁圈和银圈的焊接处,用如图所示,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;一根棉线将其悬在盛水的烧杯中,使之平衡;小心的向烧杯
21、中央滴入小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后溶液,片刻后可观察到的现象是可观察到的现象是()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,银圈向上倾斜铁圈向下倾斜,银圈向上倾斜 D.银圈向下倾斜,铁圈向上倾斜银圈向下倾斜,铁圈向上倾斜D为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益练练习习4、市市场场上上出出售售的的“热热敷敷袋袋”其其主主要要成成分分是是铁铁屑屑、碳碳粉粉、木木屑屑和和少少量量氯氯化化钠钠、水水等等,热热敷敷袋袋启启用用之之前前用用塑塑料料袋袋密密封封
22、使使其其与与空空气气隔隔绝绝,启启用用时时,打打开开塑塑料料袋袋轻轻轻轻揉揉搓搓就就会会放放出出热热量量,使使用用完完后后,会会发发现现有有大大量量的的铁铁锈锈存存在在,请请回回答答下下列问题:列问题:(1 1)热敷袋使用时,为什么会放出热量?)热敷袋使用时,为什么会放出热量?(2 2)碳碳粉粉的的主主要要作作用用是是什什么么?氯氯化化钠钠又又起起了了什什么作用?么作用?(3 3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。)试写出有关的电极反应式和化学方程式。为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益(1)利利用用铁铁被被氧氧
23、气气氧氧化化时时放放热热反反应应所所放放出出的的热量。热量。(2)碳碳粉粉的的主主要要作作用用是是和和铁铁粉粉、氯氯化化钠钠溶溶液液一一起起构构成成原原电电池池,加加速速铁铁屑屑的的氧氧化化。氯氯化化钠钠溶溶于水,形成了电解质溶液。于水,形成了电解质溶液。(3)负极:)负极:2Fe-4e-=2Fe2+,正极:正极:O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应方程式是:总反应方程式是:2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4 Fe(OH)3为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益用途广
24、泛的电池用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池第二节第二节 化学电源化学电源为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益用途广泛的电池用于用于“神六神六”的太阳能电的太阳能电池池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄摄像像机机专专用用电电池池各各式式各各样样的的纽纽扣扣电电池池小型高性能小型高性能燃料电池燃料电池 为了规范事业单位聘用关系,建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度,保障用人单位和职工的合法权益阅读课文阅读课文P74页并回答问题:页并
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