41原电池第二课时课件（人教选修4）(教育精品).ppt

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1、第四章电化学基础第四章电化学基础第一节原电池第一节原电池三维目标三维目标知知识识与技能与技能进进一步了解原一步了解原电电池的工作原理，能池的工作原理，能够够写出原写出原电电池的池的电电极反极反应应式和式和总总反反应应方程式方程式过过程与方法程与方法通通过过原原电电池原理的探究活池原理的探究活动动，培养学生推理，培养学生推理和分析和分析问题问题的能力以及的能力以及应应用氧化用氧化还还原反原反应应原原理解决理解决问题问题的能力的能力情感、情感、态态度度与价与价值观值观通通过过一些一些实验实验和科学探究活和科学探究活动动，使学生增，使学生增强强探索化学反探索化学反应应原理的原理的兴兴趣，趣，树树立学

2、立学习习和研究和研究化学的志向化学的志向思维激活思维激活我我们们的的生生活活中中离离不不开开各各种种电电池池，大大到到宇宇宙宙飞飞船船、人人造造卫卫星星，小小到到照照相相机机、手手机机，都都要要用用到到各各种种各各样样的的电电池池，如如干干电电池池、蓄蓄电电池池、充充电电电电池池、高高能能电电池池等等。其其实实这这些些电电池池都都是是应应用用原原电电池池的的原原理理制制成成的的，那那么么到到底底什什么么是是原原电电池池呢呢？它它的的工工作原理怎样？作原理怎样？自学导引自学导引一、原电池的工作原理一、原电池的工作原理(以锌铜原电池为例以锌铜原电池为例,教材图教材图41)Zn为为负负极极，Cu为为

3、正正极极；负负极极上上发发生生氧氧 化化 反反应应，电电极极反反应应式式为为Zn2eZn2，正正极极上上发发生生还还 原原 反反应应，电电极极反反应应式式为为2H2eH2；电电子子流流出出的的极极是是负负极极，电电子子流流入入的的极极是是正正极极；电电流流方方向向为为铜铜锌锌。盐盐桥桥中中的的盐盐溶溶液液是是电电解解质质KCl溶溶液液，其其作作用用是是使使两两个个烧烧杯杯中中的的溶溶液液连连成成一一个个通通路路。盐盐桥桥中中的的Cl会会 移移 向向Z n S O4溶溶 液液，K会会 移移 向向C u S O4溶溶 液液，使使ZnSO4溶溶液液和和CuSO4溶溶液液均均保保持持电电中中性性。该该

4、原原电电池池工工作作一一段段时间后，两电极的质量变化将会是锌极时间后，两电极的质量变化将会是锌极减少减少，铜极，铜极增加增加。思思考考题题1原原电电池池外外电电路路电电子子的的流流动动方方向向和和内内电电路路阴阴、阳阳离子的移动方向是怎样的？离子的移动方向是怎样的？答答案案在在外外电电路路，电电子子由由负负极极流流出出，沿沿外外电电路路流流向向正正极极；在内电路，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。在内电路，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。二、原电池装置二、原电池装置原原电电池池是是把把化化学学能能转转化化为为电电能能的的装装置置。原原电电池池原原理理是是把把氧氧化化还还原原反反应应设设计

5、计在在正正、负负两两极极发发生生，还还原原剂剂在在负负极极上上失失去去电电子子发发生生氧氧化化反反应应，电电子子通通过过导导线线流流向向正正极极，氧氧化化剂剂在在正正极极上得到电子发生上得到电子发生还原还原反应。反应。三、构成原电池的条件：三、构成原电池的条件：1有活泼性不同的两个电极；有活泼性不同的两个电极；2有电解质溶液；有电解质溶液；3构成闭合回路；构成闭合回路；4能够自发进行的氧化还原反应。能够自发进行的氧化还原反应。思思考考题题2作作为为原原电电池池负负极极材材料料的的物物质质，一一定定比比作作正正极极材材料的物质更活泼吗？料的物质更活泼吗？答答案案不不一一定定。原原电电池池的的工工

6、作作原原理理实实质质上上是是发发生生了了氧氧化化还还原原反反应应，只只要要负负极极上上发发生生氧氧化化反反应应，正正极极上上发发生生还还原原反反应应，即即构构成成了了原原电电池池，故故作作负负极极材材料料的的物物质质不不一一定定是是活活泼泼金金属属，不一定比作正极材料的物质更活泼。不一定比作正极材料的物质更活泼。名师解惑名师解惑一、原电池正、负极的判断方法一、原电池正、负极的判断方法原原电电池池有有两两个个电电极极，一一个个是是正正极极，一一个个是是负负极极，判判断断正正极和负极的方法有：极和负极的方法有：1由由组组成成原原电电池池两两极极的的电电极极材材料料判判断断：一一般般是是活活泼泼的的

7、金金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。2根根据据电电流流方方向向或或电电子子流流动动方方向向判判断断：电电流流是是由由正正极极流流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。向负极；电子流动方向是由负极流向正极。3根根据据原原电电池池的的电电解解质质溶溶液液中中离离子子定定向向移移动动的的方方向向判判断断：在在原原电电池池的的电电解解质质溶溶液液中中，阳阳离离子子移移向向的的极极是是正正极极，阴阴离离子子移向的极是负极。移向的极是负极。4根根据据原原电电池池两两极极发发生生的的变变化化来来判判断断：原原电电池池的的负负极极总总是失电子

8、发生氧化反应是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应。其正极总是得电子发生还原反应。5依依据据现现象象判判断断：溶溶解解的的一一极极为为负负极极，增增重重或或者者有有气气泡泡放出的一极为正极。放出的一极为正极。特别提醒特别提醒Mg、Al、NaOH溶溶液液构构成成的的原原电电池池，Al为为负负极极，因因为为Al与与NaOH溶液反应失电子，溶液反应失电子，Mg不与不与NaOH溶液反应。溶液反应。Fe(或或Al)、Cu、浓浓HNO3构构成成的的原原电电池池，开开始始时时，Cu为负极，因为为负极，因为Fe或或Al遇浓遇浓HNO3发生钝化。发生钝化。二、原电池的电极反应式和总反应式的书写二、原

9、电池的电极反应式和总反应式的书写原电池中：原电池中：正极：正极：e流入，得到流入，得到e发生还原反应。发生还原反应。负极：负极：e流出，失去流出，失去e发生氧化反应。发生氧化反应。以铜、锌和稀以铜、锌和稀H2SO4组成的原电池为例：组成的原电池为例：负极负极(Zn片片)：Zn2eZn2(氧化反应氧化反应)正极正极(Cu片片)：2H2eH2(还原反应还原反应)原原电电池池的的总总反反应应式式:一一般般把把正正极极和和负负极极的的电电极极反反应应式式相相加加而得。如以上电池反应的总反应式为而得。如以上电池反应的总反应式为Zn+2H+Zn2+H2。特别提醒特别提醒注注意意两两极极的的得得失失电电子子

10、数数目目必必须须相相等等，还还要要看看介介质质是是否否参参加反应，如负极或正极产物与电解质溶液发生离子反应。加反应，如负极或正极产物与电解质溶液发生离子反应。典例导析典例导析知识点知识点1：构成原电池的条件：构成原电池的条件例例1 1下列装置有电流产生的是下列装置有电流产生的是()解解析析A项项中中的的乙乙醇醇不不导导电电;B项项中中的的装装置置不不是是闭闭合合回回路路;C项中项中Fe常温下与浓常温下与浓H2SO4会钝化会钝化,使反应不能持续发生。使反应不能持续发生。答案答案D跟踪练习跟踪练习1下列装置中不能够形成原电池的是下列装置中不能够形成原电池的是()答案答案C知识点知识点2：原电池的电

11、极反应式及总反应式的书写：原电池的电极反应式及总反应式的书写例例2 2我我国国首首创创的的以以铝铝空空气气海海水水电电池池作作为为能能源源的的新新型型海海水水标标志志灯灯，是是以以海海水水为为电电解解质质溶溶液液，靠靠空空气气中中的的氧氧气气使使铝铝不不断断氧氧化化而而产产生生电电流流。我我们们只只要要把把灯灯放放入入海海水水中中数数分分钟钟，就就会会发发出出耀耀眼眼的的白白光光。则则该该电电源源的的负负极极材材料料为为_，正正极极材材料料可可为为_，正正、负负极极反反应应式式分分别别为为_，_。解析解析Al、O2(空气空气)之间的氧化还原反应为之间的氧化还原反应为 12e4Al3O22Al2

12、O3。将将该该反反应应与与原原电电池池的的原原理理、Al的的导导电电性性等等知知识识进进行行综综合合分分析析，可可知知铝铝既既是是负负极极反反应应物物，又又是是负负极极材材料料，O2是是正正极极反反应应物物，正正极极材材料料应应该该选选择择还还原原性性比比Al弱弱的的导导电电性性强强的的材材料料，如石墨等。如石墨等。Al、O2的氧化反应、还原反应分别为：的氧化反应、还原反应分别为：Al：Al3eAl34Al12e4Al3O2：O22H2O4e4OH 3O26H2O12e12OH答答案案铝铝；石石墨墨；3O26H2O12e12OH；4Al12e4Al3跟跟踪踪练练习习2阿阿波波罗罗宇宇宙宙飞飞船

13、船上上使使用用的的是是氢氢氧氧燃燃料料电电池池，其其电电池池总总反反应应为为2H2O22H2O，电电解解质质溶溶液液为为KOH溶溶液液，其其 电电 极极 反反 应应 式式 分分 别别 为为：负负 极极 _，正正 极极_。若把电解质溶液改为稀若把电解质溶液改为稀H2SO4,则其电极反应式分别为：则其电极反应式分别为：负极负极_，正极，正极_。答答案案2H24e4OH4H2O；O22H2O4e4OH；2H24e4H；O24e4H2H2O知识点知识点3：原电池原理的应用：原电池原理的应用例例3 3有有X、Y、Z、W四四种种金金属属。已已知知X(OH)3的的碱碱性性大大于于Y(OH)3，X3可可使使Z

14、氧氧化化，W可可与与热热水水反反应应产产生生H2，X不不能能与与热热水水反反应应，把把X的的金金属属片片插插入入稀稀H2SO4中中，让让金金属属丝丝Z与与X接接触触，X的的溶溶解解速速率率加加快快，则则这这四四种种金金属属活活动动性性强强弱弱的的关关系系一定是一定是()AXY BZYCWZ DZX解解析析X(OH)3的的碱碱性性大大于于Y(OH)3，没没有有提提到到主主族族元元素素最最高高价价氧氧化化物物对对应应的的水水化化物物，所所以以不不能能确确定定X、Y活活动动性性的的大大小小，X3可使可使Z氧化不能确定氧化不能确定X、Z的金属性大小，如的金属性大小，如Mg+2Fe32Fe2+Mg2 Cu+2Fe33Fe2+Cu2W可可与与热热水水反反应应产产生生H2而而X不不能能，可可判判断断WX，另另外外XZ，因此，因此WZ。答案答案C跟跟踪踪练练习习3将将等等质质量量的的两两份份锌锌a、b分分别别加加入入过过量量的的稀稀硫硫酸酸中中，同同时时向向a中中加加入入少少量量的的CuSO4溶溶液液。下下图图为为产产生生氢氢气气的的体积体积V与时间与时间t的关系，其中正确的是的关系，其中正确的是()答案答案A