資源簡(jiǎn)介

(共28張PPT)
選必1第四章化學(xué)反應(yīng)與電能
第一節(jié)原電池
課時(shí)1 原電池的工作原理
1、通過(guò)原電池實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)電極反應(yīng)、電極材料、 離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體是電池構(gòu)成的四個(gè)基本要素， 能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。
2、在分析鋅銅原電池的過(guò)程中，逐漸建立原電 池的系統(tǒng)分析思路；能根據(jù)電極反應(yīng)、電流方向或 離子的移動(dòng)方向判斷原電池的正極和負(fù)極。
鋅片：Zn -2e-=Zn +
銅片：2H++2e-=H 個(gè)
把化學(xué)能直 接轉(zhuǎn)變?yōu)殡?能的裝置 .
氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)
Zn+2H+=Zn ++H 個(gè)
二、原電池
總反應(yīng)式：
負(fù)極 正極
→Zn +H
so so
圖6-7 原電池原理示意圖
H
稀硫酸
Zn Cu
H
形成條件一：活潑性不同的兩種材料作電極
負(fù)極：較活潑金屬
正極：較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體等
形成條件二：有電解質(zhì)溶液/熔融電解質(zhì)
形成條件三：必須形成閉合回路
形成條件四：必須存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)
1、構(gòu)成原電池的條件
二、原電池
導(dǎo)電原因：電子定向移動(dòng)
電子流向： 負(fù)極 → 正極
電勢(shì)低→電勢(shì)高
電子不下水，離子不上岸
導(dǎo)電原因：離子定向移動(dòng)
離子流向：“正向正，負(fù)向負(fù)”
二、原電池
2.原電池工作原理
e-
負(fù) 極 Zn
外電路
e-
Cu 正 極
H
稀硫酸
內(nèi)電路
+Zn *H
so}so
H
電極 正極
負(fù)極
電極材料 較不活潑金 屬 、碳棒
較活潑金屬
反應(yīng)類型 還原反應(yīng)
氧化反應(yīng)
電子移向 電子由負(fù)極→正極 電流方向 電流由正極→負(fù)極 離子移向 陽(yáng)離子→正極 陰離子→負(fù)極 電極現(xiàn)象 產(chǎn)生氣泡、質(zhì)量變重等 溶解
稀 H SO
AgNO 溶液
3.原電池正負(fù)極的特征
正極材料一般不參與反應(yīng)
CuSO 溶液
稀 H SO
正極
活潑性較弱的金屬或石墨等
流入電子的一極
發(fā)生還原反應(yīng)
陽(yáng)離子移向的一極
增重或有氣泡放出
活潑性較強(qiáng)的金屬
流出電子的一極
發(fā)生氧化反應(yīng)
陰離子移向的一極
溶解的一極
電極名稱
電極材料
電子流向
反應(yīng)類型
離子流向
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
4.正、負(fù)極的判斷
二、原電池
負(fù)極
1、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽(yáng)離子( B )
A. 移向Zn 極，陰離子移向Cu 極 B. 移 向Cu極，陰離子移向Zn 極 C. 和陰離子都移向Zn 極
D. 和陰離子都移向Cu 極
【練習(xí)】
2、在用鋅片、銅片和稀硫酸組成的原電池裝置中，
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間工作后，下列說(shuō)法中正確的是( C )
A. 鋅片是正極，銅片上有氣泡產(chǎn)生
B. 電流方向是從鋅片流向銅片
C. 溶液中硫酸的物質(zhì)的量減小
D. 電解液的酸堿性保持不變
【練習(xí)】
稀H SO
C
C(石墨)
NaCl溶液
G
稀H SO
B
Cu
酒精
稀H SO
3、下列裝置中，能組成原電池的是(ABCH )
Fe C(石墨)Zn Cu
【練習(xí)】
稀H SO
D
Zn Cu
CuSO 溶液
稀H SO
Cu
H
E
F
1、加快反應(yīng)速率
實(shí)驗(yàn)室制H 時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少 量CuSO 以加快反應(yīng)速率或 使用粗鋅。
2、比較金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱(兩個(gè)例外 )
3、用于金屬保護(hù)
要保護(hù)輪船的鐵制外殼，可在外殼貼上一些鋅片，形成 Zn-海水-Fe 原電池，F(xiàn)e 做正極，不參與反應(yīng)，被保護(hù)起來(lái)。
三、原電池原理的應(yīng)用
負(fù) Fe C 正
負(fù)極：Fe -|2e-= Fe2+
正極：2Fe ++ 2e-= 2Fe2+
正負(fù)極電極反應(yīng)式寫一起時(shí)，得失電子需相等。
FeCl 溶液
4、設(shè)計(jì)原電池
例題：
請(qǐng)將反應(yīng) “Fe+2 Fe +| =3Fe + “設(shè)計(jì)成原電池。要求：畫出裝置圖，并
寫出電極反應(yīng)式。(材料：鐵 片、鋅片、銅片、石墨棒、燒杯、導(dǎo)線；試 劑任選。) 負(fù) 正
單液原電池
缺點(diǎn)：電流不穩(wěn)定，壽命短。
原因：負(fù)極材料與電
解質(zhì)溶液直接接觸!
3、電流是否衰減 如果是，衰減的原因可能是什么
思考與討論
e
A
十
電流表
鹽橋
ZnSO 溶液 CuSO 溶液
1.負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液分開(kāi)為兩池
2.負(fù)極池：負(fù)極材料及其對(duì)應(yīng)的金屬鹽溶液
正極池：正極材料及電解質(zhì)溶液
3.兩池用鹽橋相連
單液原電池
雙液原電池
鹽橋：
通常是裝有含瓊膠的KCl 飽和溶液。 鹽橋中的K+、Cl- 是可以自由移動(dòng)，瓊 膠的固定作用可以防止KCl溶液直接流 出來(lái)。
e-
A
十
電流表
鹽橋
n
ZnSO 溶液
1.負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液分開(kāi)為兩池
2.負(fù)極池：負(fù)極材料及其對(duì)應(yīng)的金屬鹽溶液
正極池：正極材料及電解質(zhì)溶液
3.兩池用鹽橋相連
作用：
1. 連 接 內(nèi) 電 路
2. 平 衡 電 荷
雙液原電池
CuSO 溶液
如圖4-1所示，將置有鋅片的ZnSO 溶
液和置有銅片的CuSO 溶液用一個(gè)鹽橋連 接起來(lái)，然后將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接， 并在中間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察現(xiàn)象。 取出鹽橋，觀察電流表的指針有何變化。
e-
A
十
電流表
鹽橋
n
ZnSO 溶液 CuSO 溶 液
實(shí)驗(yàn)探究
圖4-1鋅銅原電池示意圖
1、圖4-1所示的鋅銅原電池工作時(shí)，電子在導(dǎo)線中的運(yùn)動(dòng)方向是怎樣的 陰離 子和陽(yáng)離子在電解質(zhì)溶液中的運(yùn)動(dòng)方向是怎樣的
2、鋅銅原電池可看作由兩個(gè)半電池組成，一個(gè)發(fā)生氧化反應(yīng)，另一個(gè)發(fā)生還 原反應(yīng)。試分別寫出兩個(gè)電極上的反應(yīng)及總反應(yīng)的離子方程式
A-
電流表
鹽橋
ZnSO 溶液 CuSO 溶 液
思考與討論
圖4-1鋅銅原電池示意圖
例1、一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)可以拆分，寫成兩個(gè)“半反應(yīng)”式，一個(gè)是“氧化
反應(yīng)”式，一個(gè)是“還原反應(yīng)”式。如氧化還原反應(yīng)：2FeCl +Cu =2FeCl +CuCl 。
(1)可以寫成氧化反應(yīng)：Cu -2e-=Cu + 還原反應(yīng)： 2Fe ++2e-=2Fe +
(2)請(qǐng)將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成帶鹽橋的原電池，畫出裝置圖
電流計(jì)
A-
鹽橋
Cu C
CuCl 溶液 FeCl 溶液
電流計(jì)
鹽橋
C
KI溶液 FeCl 溶液
例2:依據(jù)反應(yīng)2Fe ++2I-=I +2Fe +, 設(shè)計(jì)雙液原電池，實(shí)現(xiàn)化
學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，并概括設(shè)計(jì)原電池的一般思路。
正極：2Fe ++2e-=2Fe +
負(fù)極：2I--2e-=I
正極
負(fù)極
C
設(shè)計(jì)原電池的思路
選擇
與電極反應(yīng)
正極區(qū)、負(fù)極區(qū)
租對(duì)應(yīng)
的電解液
分析
氧化反應(yīng)和
還原反應(yīng)
選擇
電極材科
練習(xí)1、判斷下列說(shuō)法是否正確。
(1)原電池中電流的方向是負(fù)極→導(dǎo)線→正極( × )
(2)原電池中負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是還原反應(yīng)( × )
(3)鋅銅原電池中電子由鋅電極經(jīng)過(guò)電解質(zhì)溶液流向銅電極( × )
(4)在原電池中陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極( √ )
(5)原電池的正極一定是化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬( × )
A.外電路的電流方向?yàn)椋篨→ 外電路→Y
B.若兩電極分別為Zn 和碳棒，則X 為碳棒，Y 為Zn
C.若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性為X>Y
D.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y 極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)
練習(xí)2、如下圖所示的原電池裝置，X、Y 為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，
外電路中的電子流向如圖所示，對(duì)此裝置的下列說(shuō)法正確的是( C )
CuSO 溶 液 Y 溶液
(1)電極X的材料是 銅 ;電解質(zhì)溶液Y是 A g N O 溶 液
(2)銀電極為電池的 正 極，電極反應(yīng)為 2Ag++2e-=2Ag ;X 電極上發(fā) 生的電極反應(yīng)為 Cu-2e-=Cu + ;
(3)外電路中的電子是從 Cu 電極流向 Ag 電極。
(4)鹽橋中裝有含氯化鉀飽和溶液的瓊膠，其作用是形成閉合回路、平衡電荷
示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
X
練習(xí)3、依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag++Cu =Cu ++2Ag設(shè)計(jì)的原電池如右圖所
電流計(jì) A
鹽橋
Ag
A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B.電池工作一段時(shí)間后，甲池的c(SO -)減小
C.電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加1()
練習(xí)4、鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分
子通過(guò)，下列有關(guān)敘述正確的是( C )
D.陰、陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡
1 mol·L-
CuSO (aq)
交換膜
1、陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)
2、陰離子交換膜：只允許陰離子通過(guò)
3、質(zhì)子交換膜：只允許H+ 通過(guò)
CuSO 溶液
ZnSO 溶液 CuSO 溶液
高中常見(jiàn)的三種離子交換膜
優(yōu)點(diǎn)：電流穩(wěn)定
缺點(diǎn)：電流小
ZnSO 溶液 CuSO 溶液
優(yōu)點(diǎn)：電流大且穩(wěn)定
雙液原電池
單液原電池
隔膜原電池
缺點(diǎn)：電流不穩(wěn)定
Thank you!
感謝觀看!
鹽橋：
通常是裝有含瓊膠的KCl 飽和溶液。 鹽橋中的K+、Cl- 是可以自由移動(dòng)，瓊 膠的固定作用可以防止KCl溶液直接流 出來(lái)。
e-
A
十
電流表
鹽橋
n
ZnSO 溶液
1.負(fù)極材料與電解質(zhì)溶液分開(kāi)為兩池
2.負(fù)極池：負(fù)極材料及其對(duì)應(yīng)的金屬鹽溶液
正極池：正極材料及電解質(zhì)溶液
3.兩池用鹽橋相連
作用：
1. 連 接 內(nèi) 電 路
2. 平 衡 電 荷
雙液原電池
CuSO 溶液
Zn Cu
稀硫酸

展開(kāi)更多......

收起↑