人教版選修4 第4章第1節(jié) 原電池 課件（34張）.pptxVIP

第四章電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié)原電池 1 以銅鋅原電池為例 熟悉原電池的工作原理 2 會正確判斷原電池的正極和負(fù)極 3 掌握原電池電極反應(yīng)式的書寫方法 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 內(nèi)容索引 一原電池的工作原理 二原電池的電極判斷及電極反應(yīng)式的書寫 當(dāng)堂檢測 一原電池的工作原理 答案 導(dǎo)學(xué)探究 1 按右圖所示裝置 完成實驗并回答下列問題 1 有關(guān)的實驗現(xiàn)象是 鋅片 銅片 cuso4溶液顏色 電流表的指針 裝置中的能量變化是 該裝置稱作原電池 2 原電池構(gòu)成的條件 具有不同的兩個電極 二者直接或間接地連在一起 插入中 且能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng) 下列圖示裝置能形成原電池的是 ad 溶解 加厚變亮 變淺 發(fā)生偏轉(zhuǎn) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 活動性 電解質(zhì)溶液 相關(guān)視頻 答案 3 電子流動方向和電流方向 外電路 電子由電極經(jīng)過導(dǎo)線流向電極 電流由電極流向電極 鋅電極為極 銅電極為極 內(nèi)電路 陽離子移向正極 陰離子移向負(fù)極 4 電極反應(yīng) 負(fù)極反應(yīng)式是 發(fā)生反應(yīng) 正極反應(yīng)式是 發(fā)生反應(yīng) 電池總反應(yīng)的離子方程式是 5 用溫度計測量溶液的溫度 其變化是溶液的溫度略有 原因是 還有cu2 直接在鋅電極上得電子被還原 部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能 鋅 銅 銅 鋅 負(fù) 正 zn 2e zn2 氧化 cu2 2e cu 還原 zn cu2 zn2 cu 升高 答案 2 按下圖所示裝置 完成實驗 并回答下列問題 1 實驗過程中 能觀察到的實驗現(xiàn)象是 鋅片 銅片 電流表指針 cuso4溶液的顏色 2 用溫度計測量溶液的溫度 其結(jié)果是溶液的溫度 由此可說明 cuso4溶液中的cu2 不能移向鋅片得電子被還原 溶解 加厚變亮 發(fā)生偏轉(zhuǎn) 變淺 不升高 或無變化 相關(guān)視頻 答案 3 離子移動方向 硫酸鋅溶液中 向鹽橋移動 硫酸銅溶液中 向銅極移動 鹽橋中 k 移向區(qū) cuso4溶液 cl 移向區(qū) znso4溶液 4 若取出裝置中的鹽橋 電流表的指針是否還會發(fā)生偏轉(zhuǎn) 為什么 答案不偏轉(zhuǎn) 如果要使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 則該裝置中必須形成閉合回路 若取出鹽橋 很顯然該裝置未構(gòu)成閉合回路 電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn) 3 實驗結(jié)論 與問題1中的原電池裝置相比較 問題2中雙液原電池具有的特點 1 具有鹽橋 取下鹽橋 2 兩個半電池完全隔開 cu2 無法移向鋅片 可以獲得 zn2 cu2 正極 負(fù)極 無法形成閉合回路 反應(yīng)不能進行 可控制原電池反 應(yīng)的進行 單純的電極反應(yīng) 有利 于最大程度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 1 原電池原理原電池原理是將進行 還原劑在極上失去電子發(fā)生反應(yīng) 電子通過導(dǎo)線流向極 氧化劑在極上得到電子發(fā)生反應(yīng) 2 原電池電極及電極反應(yīng)特點 1 為電子流出極 相對活潑 通常是活動性較的金屬或某些還原劑 電極被 發(fā)生反應(yīng) 2 為電子流入極 相對不活潑 通常是活動性較的金屬或非金屬導(dǎo)體 一般是電解質(zhì)溶液中的氧化性強的離子被還原或電極上附著物本身被 發(fā)生反應(yīng) 歸納總結(jié) 答案 還原 氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開 負(fù) 氧化 正 正 還原 負(fù)極 強 氧化 氧化 正極 差 還原 3 原電池的設(shè)計從理論上講 任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池 關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個電極 1 電解質(zhì)溶液 一般能與反應(yīng) 或者溶解在溶液中的物質(zhì) 如o2 與反應(yīng) 2 電極材料 一般較活潑的金屬作 較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體作 答案 正極 負(fù)極 負(fù)極 負(fù)極 活學(xué)活用 1 2 1 某小組為研究電化學(xué)原理 設(shè)計了如圖所示裝置 下列敘述不正確的是 a a和b不連接時 鐵片上會有金屬銅析出b a和b用導(dǎo)線連接時 銅片上發(fā)生的反應(yīng)為cu2 2e cuc 無論a和b是否連接 鐵片均會溶解 溶液均從藍色逐漸變成淺綠色d a和b用導(dǎo)線連接后 電流由鐵電極經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極解析a和b不連接時 fe和cu2 直接發(fā)生氧化還原反應(yīng) 鐵片上會有金屬銅析出 a項正確 若a和b用導(dǎo)線連接 則構(gòu)成原電池 此時鐵為負(fù)極 銅為正極 電極反應(yīng)式分別為fe 2e fe2 cu2 2e cu b項正確 分析選項a b可知 選項c是正確的 在原電池中 電流應(yīng)由正極流出 經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極 故d項錯 解析答案 d 1 2 返回 解析答案 2 關(guān)于下圖所示的原電池 下列說法正確的是 a 電子從鋅電極通過電流表流向銅電極b 鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移c 鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng) 銅電極發(fā)生還原反應(yīng) 其電極反應(yīng)是2h 2e h2 d 取出鹽橋后 電流表仍會偏轉(zhuǎn) 銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變 1 2 返回 解析鋅片作負(fù)極 銅片作正極 電子從負(fù)極流向正極 a選項正確 鹽橋中的陰離子向負(fù)極移動 b選項錯誤 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) 正極發(fā)生還原反應(yīng) 銅電極發(fā)生的反應(yīng)為cu2 2e cu c選項錯誤 取出鹽橋后不能形成原電池 銅電極在反應(yīng)后質(zhì)量增加 d選項錯誤 答案a 二原電池的電極判斷及電極反應(yīng)式的書寫 1 原電池電極 正極 負(fù)極 的判斷依據(jù)有多種 試填寫下表 答案 導(dǎo)學(xué)探究 電極減輕 不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體 活潑金屬 電子流入 電子流出 還原反應(yīng) 氧化反應(yīng) 電極增重或產(chǎn)生氣體 答案 2 將鐵片 銅片用導(dǎo)線連接后 置于稀硫酸中 形成原電池 其正極反應(yīng)式 負(fù)極反應(yīng)式 總反應(yīng)方程式 3 有一紐扣電池 其電極分別為zn和ag2o 以koh溶液為電解質(zhì)溶液 電池的總反應(yīng)為zn ag2o h2o 2ag zn oh 2 1 zn發(fā)生 反應(yīng) 是 極 電極反應(yīng)式是 2 ag2o發(fā)生 反應(yīng) 是 極 電極反應(yīng)式是 2h 2e h2 fe 2e fe2 fe h2so4 feso4 h2 氧化 負(fù) zn 2oh 2e zn oh 2 還原 正 ag2o 2e h2o 2ag 2oh 1 一般電極反應(yīng)式的書寫方法 1 定電極 標(biāo)得失 按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) 正極發(fā)生還原反應(yīng) 判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物 找出得失電子的數(shù)量 2 看環(huán)境 配守恒 電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在 如堿性介質(zhì)中生成的h 應(yīng)讓其結(jié)合oh 生成水 電極反應(yīng)式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒 得失電子守恒等加以配平 3 兩式加 驗總式 兩電極反應(yīng)式相加 與總反應(yīng)方程式對照驗證 2 已知總反應(yīng)式 書寫電極反應(yīng)式 1 分析化合價 確定正極 負(fù)極的反應(yīng)物與反應(yīng)產(chǎn)物 2 在電極反應(yīng)式的左邊寫出得失電子數(shù) 使得失電子守恒 3 根據(jù)質(zhì)量守恒配平電極反應(yīng)式 4 復(fù)雜電極反應(yīng)式 總反應(yīng)式 簡單的電極反應(yīng)式 歸納總結(jié) 活學(xué)活用 3 4 3 某電池的總反應(yīng)為fe 2fe3 3fe2 能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是 解析答案 解析能實現(xiàn)反應(yīng)fe 2fe3 3fe2 的原電池應(yīng)符合以下條件 負(fù)極為fe 正極材料的活潑性比fe差 電解質(zhì)溶液應(yīng)為含fe3 的溶液 b d兩項電解質(zhì)溶液選錯 c項負(fù)極材料選錯 a 3 4 4 依據(jù)氧化還原反應(yīng) 2ag aq cu s 2ag s cu2 aq 設(shè)計的原電池如下圖所示 3 4 請回答下列問題 1 電極x的材料是 電解質(zhì)溶液y是 2 銀電極為電池的 極 發(fā)生的電極反應(yīng)式為 x電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 3 外電路中的電子是從 電極流向 電極 解析該原電池的電池總反應(yīng)式為2ag aq cu s 2ag s cu2 aq 由此可知x極是銅 作負(fù)極 銀作正極 y應(yīng)是agno3溶液 電子從原電池的負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極 即從銅電極流向銀電極 cu agno3溶液 正 2ag 2e 2ag 或ag e ag cu 2e cu2 cu 負(fù) ag 正 解析答案 返回 學(xué)習(xí)小結(jié) 當(dāng)堂檢測 1 2 4 3 解析答案 1 將純鋅片和純銅片按右圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間 以下敘述正確的是 a 兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生b 甲中銅片是正極 乙中銅片是負(fù)極c 兩燒杯中溶液的ph均增大d 產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢解析圖甲是一個原電池裝置 負(fù)極 zn zn 2e zn2 正極 cu 2h 2e h2 形成原電池能加快產(chǎn)生氫氣的速率 圖乙中 zn直接與稀h2so4反應(yīng)生成h2 zn 2h zn2 h2 甲 乙兩燒杯中h2so4均被消耗 溶液的ph均增大 5 6 c 1 2 4 3 解析答案 5 2 某原電池裝置如圖所示 下列有關(guān)敘述中正確的是 a fe作正極 發(fā)生氧化反應(yīng)b 工作一段時間后 兩燒杯中溶液ph均不變c 負(fù)極反應(yīng) 2h 2e h2 d 工作一段時間后 nacl溶液中c cl 增大 6 1 2 4 3 5 解析該裝置是原電池 a項 在該原電池中fe作負(fù)極 發(fā)生氧化反應(yīng) b項 工作一段時間后 左邊的燒杯中會含有大量的fe2 溶液的ph減小 右邊燒杯中的h 不斷放電產(chǎn)生氫氣 因此燒杯中溶液ph會逐漸增大 c項 負(fù)極反應(yīng)是fe 2e fe2 d項 工作一段時間后 左側(cè)燒杯中由于fe2 不斷進入溶液 根據(jù)溶液呈電中性原則 鹽橋中的cl 會進入該燒杯溶液中 則該燒杯溶液中c cl 增大 答案d 6 1 2 4 3 解析答案 5 6 3 用銅片 銀片 cu no3 2溶液 agno3溶液 導(dǎo)線和鹽橋 裝有瓊脂 kno3的u形管 構(gòu)成一個原電池 以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是 在外電路中 電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為ag e ag 實驗過程中取出鹽橋 原電池仍繼續(xù)工作 將銅片直接浸入agno3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同a b c d 解析銅片 銀片 cu no3 2溶液 agno3溶液 導(dǎo)線 鹽橋構(gòu)成一個原電池 cu作負(fù)極 ag作正極 電極反應(yīng)為cu 2e cu2 負(fù)極 2ag 2e 2ag 正極 鹽橋起到了傳導(dǎo)離子 形成閉合回路的作用 電子是由負(fù)極流向正極 電流的方向和電子的流向相反 因此 錯誤 正確 c 解析答案 1 2 4 3 5 4 分析如圖所示的四個原電池裝置 下列結(jié)論正確的是 a 中mg作負(fù)極 中fe作負(fù)極b 中mg作正極 電極反應(yīng)式為6h2o 6e 6oh 3h2 c 中fe作負(fù)極d 中cu作正極 電極反應(yīng)式為2h 2e h2 6 1 2 4 3 5 解析電解質(zhì)溶液不同 導(dǎo)致兩極反應(yīng)發(fā)生改變 當(dāng)稀硫酸是電解質(zhì)溶液時 mg作負(fù)極 活動性mg al 當(dāng)naoh溶液是電解質(zhì)溶液時 al作負(fù)極 mg不與naoh溶液反應(yīng) 中cu作負(fù)極 反應(yīng)式為cu 2e cu2 fe作正極 因為常溫下 fe遇濃硝酸發(fā)生鈍化 中cu作正極 電極反應(yīng)式為2h2o o2 4e 4oh 答案b 6 5 1 向等質(zhì)量的兩份鋅粉a b中分別加入過量的稀h2so4 同時向a中加入少量cuso4溶液 下列產(chǎn)生氫氣的體積 v 與時間 t 的關(guān)系基本正確的是 解析zn粉的質(zhì)量相等 h2so4過量 h2的量由zn粉的量決定 a中部分zn與cuso4發(fā)生反應(yīng)置換出cu并形成 zn cu h2so4 原電池 反應(yīng)速率加快了 但產(chǎn)生h2的體積減小了 1 2 4 3 5 解析答案 6 a 2 甲 乙兩個燒杯中盛有等體積等濃度的兩份稀h2so4 分別加入足量的鋅粒 要保證產(chǎn)生h2的量不變而使甲燒杯中的反應(yīng)速率減慢 乙燒杯中的反應(yīng)速率加快 可向甲燒杯中加入的一種鹽是 寫化學(xué)式 下同 向乙燒杯中加入的一種鹽是 解析向甲中加入一種鹽使v h2 不變而反應(yīng)速率減慢 應(yīng)使c h 減小而h 的總量不變 加入ch3coona等弱酸鹽最合適 但不能加入na2co3 nahco3 na2s等鹽 因為它們與h2so4反應(yīng)產(chǎn)生氣體而使h2的量減少 欲加快反應(yīng)速率 可加入cucl2 cuso4等鹽 因為zn粉足量 所以不影響產(chǎn)生h2的量 但不能加入cu no3 2 因為若加入cu no3 2 溶液中就有了h 與zn反應(yīng)不產(chǎn)生h2 1 2 4 3 5 解析答案 6 ch3coona 或hcook等 cuso4 或cucl2等 1 2 4 3 5 6 由a b c d四種金屬按下表中裝置圖進行實驗 6 1