人教版選修4 原電池 課件（31張） (1).pptx

第四章電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié)原電池 自主閱讀 自主檢測 1 原電池 1 定義 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 2 實(shí)質(zhì) 利用能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 2 原電池工作原理 以銅鋅原電池為例 自主閱讀 自主檢測 3 原電池形成的條件 1 兩個(gè)活潑性不同的電極 相對活潑的金屬作負(fù)極 較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬作正極 2 電解質(zhì)溶液 3 形成閉合回路 自主閱讀 自主檢測 1 關(guān)于cu zn 稀硫酸原電池 下列說法在理論上正確的是 a cu為正極 有氣泡產(chǎn)生 發(fā)生氧化反應(yīng)b zn為正極 有氣泡產(chǎn)生 發(fā)生還原反應(yīng)c cu為負(fù)極 無氣泡產(chǎn)生 發(fā)生還原反應(yīng)d zn為負(fù)極 無氣泡產(chǎn)生 發(fā)生氧化反應(yīng)答案 d 自主閱讀 自主檢測 2 如圖所示的裝置能構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是 答案 b 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 原電池的工作原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究原電池的工作原理 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有鹽橋存在時(shí) 鋅片不斷溶解 電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 銅片不斷增厚 取出鹽橋后 電流中斷 指針迅速回零 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 討論探究 1 有鹽橋時(shí) 電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 說明有電流產(chǎn)生 該電流是如何產(chǎn)生的 產(chǎn)生電流的過程中 鋅片 銅片上分別發(fā)生了什么變化 如何用電極反應(yīng)式表示這一變化 從氧化還原反應(yīng)的角度分析 各發(fā)生了氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng) 2 取出鹽橋后 電路為什么會(huì)中斷 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 探究提示 1 當(dāng)有鹽橋存在時(shí) 在znso4溶液中 鋅片逐漸溶解 即zn被氧化 zn失去電子 形成zn2 進(jìn)入溶液 用電極反應(yīng)式表示為zn 2e zn2 從鋅片上釋放出的電子 經(jīng)過導(dǎo)線流向銅片 cuso4溶液中的cu2 從銅片上得到電子 被還原為cu并沉積在銅片上 用電極反應(yīng)式表示為cu2 2e cu 隨著反應(yīng)的進(jìn)行 左邊燒杯的溶液中c zn2 增大 右邊燒杯的溶液中c cu2 減小 同時(shí) 鹽橋中的cl 會(huì)移向znso4溶液 k 會(huì)移向cuso4溶液 使znso4溶液和cuso4溶液均保持電中性 氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行 從而使原電池不斷地產(chǎn)生電流 2 取出鹽橋后 由于zn失去電子成為zn2 進(jìn)入溶液 使znso4溶液因zn2 增加而帶正電 同時(shí)cu2 獲得電子成為金屬銅沉積在銅片上 使cuso4溶液因相對增加而帶負(fù)電 這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片 造成電流中斷 構(gòu)不成原電池 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 1 兩種原電池的比較甲裝置所示原電池俗稱單液原電池 鋅片 銅片用導(dǎo)線相連后 都插入到稀硫酸中 所以 鋅片上失去的電子一部分通過導(dǎo)線流向銅片 形成電流 還有一部分 直接傳遞給溶液中碰撞到鋅片上的氫離子 這一部分電子不形成電流 這種原電池供電效率不高 且電流在較短時(shí)間內(nèi)就會(huì)衰減 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 乙裝置所示原電池俗稱雙液原電池 鋅片 銅片用導(dǎo)線相連后 鋅片插入znso4溶液中 銅片插入稀硫酸中 這樣就避免了鋅片與稀硫酸的直接接觸而發(fā)生反應(yīng)造成的電能損失 鋅失去的電子全部通過導(dǎo)線流向銅片 這種原電池供電效率高 且能提供較穩(wěn)定的電流 2 鹽橋的作用鹽橋中通常裝含有瓊脂的kcl飽和溶液 當(dāng)鹽橋存在時(shí) 使兩個(gè)半電池中的溶液連成一個(gè)通路 隨著反應(yīng)的進(jìn)行 鹽橋中的cl 向鋅鹽溶液方向移動(dòng) k 向銅鹽溶液方向移動(dòng) 使鋅鹽溶液和銅鹽溶液一直保持電中性 氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行 從而使電子不斷從鋅極流向銅極 能持續(xù) 穩(wěn)定地產(chǎn)生電流 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 題型一原電池正負(fù)極判斷及電極反應(yīng)式的書寫例題1依據(jù)氧化還原反應(yīng) 2ag aq cu s cu2 aq 2ag s 設(shè)計(jì)的原電池如圖所示 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極流向極 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 解析 原電池中負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng) 正極上發(fā)生還原反應(yīng) 鹽橋起到形成閉合回路 平衡電荷的作用 由總反應(yīng)方程式可知電極x的材料是cu 發(fā)生氧化反應(yīng) 電解質(zhì)溶液y是可溶性銀鹽溶液 常用agno3溶液 電極反應(yīng)式如下 負(fù)極 cu 2e cu2 正極 2ag 2e 2ag 電子由負(fù)極 cu 流出 經(jīng)外電路流向正極 ag 答案 1 cuagno3溶液 3 負(fù) cu 正 ag 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 成功體驗(yàn)1鋅銅原電池裝置如圖所示 其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過 下列有關(guān)敘述正確的是 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減小c 電池工作一段時(shí)間后 乙池溶液的總質(zhì)量增加d 陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng) 保持溶液中電荷平衡 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 題型二原電池的設(shè)計(jì)例題2某原電池總反應(yīng)的離子方程式為2fe3 fe3fe2 能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是 a 正極為cu 負(fù)極為c 電解質(zhì)為fecl3溶液b 正極為c 負(fù)極為fe 電解質(zhì)為fe no3 3溶液c 正極為fe 負(fù)極為zn 電解質(zhì)為fe2 so4 3溶液d 正極為ag 負(fù)極為fe 電解質(zhì)為cuso4溶液解析 將總反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng) 電極反應(yīng)式 即為負(fù)極fe 2e fe2 正極2fe3 2e 2fe2 然后根據(jù)原電池的構(gòu)成條件確定正 負(fù)極材料和電解質(zhì)溶液 因此 本題負(fù)極必是fe 正極可為比fe活動(dòng)性弱的金屬或非金屬導(dǎo)體 電解質(zhì)溶液為含fe3 的鹽溶液 所以b項(xiàng)正確 答案 b 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 成功體驗(yàn)2導(dǎo)學(xué)號27760072利用反應(yīng)zn 2fecl3zncl2 2fecl2設(shè)計(jì)一個(gè)雙液原電池 在下圖方格內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖 并注明電極材料 寫出電極反應(yīng)式 正極材料為 電極反應(yīng)式為 負(fù)極材料為 電極反應(yīng)式為 情景導(dǎo)入 知識(shí)點(diǎn)撥 典例引領(lǐng) 重難點(diǎn) 123456 1 下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是 a 原電池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔躡 原電池負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是還原反應(yīng)c 原電池在工作時(shí)其正極不斷產(chǎn)生電子 并經(jīng)外電路流向負(fù)極d 原電池的電極只能由兩種不同的金屬構(gòu)成解析 原電池就是能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 a正確 原電池負(fù)極失電子 發(fā)生的電極反應(yīng)是氧化反應(yīng) b錯(cuò)誤 原電池在工作時(shí)其負(fù)極不斷產(chǎn)生電子 并經(jīng)外電路流向正極 c錯(cuò)誤 原電池的電極一般由活潑性不同的電極材料構(gòu)成 實(shí)際上金屬與金屬或金屬與非金屬導(dǎo)體均可 d錯(cuò)誤 答案 a 123456 2 下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是 a 把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中 銅片表面出現(xiàn)氣泡b 把鎂條和鋁條緊靠在一起浸入氫氧化鈉溶液中 鎂條表面出現(xiàn)氣泡c 把銅片插入三氯化鐵溶液中 在銅片表面出現(xiàn)一層鐵d 把鋅粒放入盛有稀鹽酸的試管中 加入幾滴氯化銅溶液 氣泡放出速率加快解析 選項(xiàng)a形成原電池 銅片作正極 表面逸出氫氣泡 選項(xiàng)b也形成原電池 但在強(qiáng)堿性溶液中 鋁可以反應(yīng) 鎂不能 鋁失去電子作負(fù)極 鎂作正極 表面逸出氫氣泡 c選項(xiàng)銅片把三價(jià)鐵離子還原為亞鐵離子 不能置換出金屬鐵 d選項(xiàng)鋅能置換出銅 鋅銅形成無數(shù)微小原電池 加快氣泡放出速率 答案 c 123456 3 下列裝置可以形成原電池的是 123456 解析 選項(xiàng)b中兩電極材料相同 選項(xiàng)c中乙醇為非電解質(zhì) 選項(xiàng)d中沒有構(gòu)成閉合回路 只有選項(xiàng)a符合原電池的構(gòu)成條件 答案 a 123456 4 用銅片 銀片 cu no3 2溶液 agno3溶液 導(dǎo)線和鹽橋 裝有瓊脂 kcl飽和溶液的u形管 構(gòu)成一個(gè)原電池 如圖 以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是 在外電路中 電子由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為ag e ag 實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋 原電池仍繼續(xù)工作 將銅片浸入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 123456 123456 5 由鋅片 銅片和200ml稀硫酸組成的原電池如右圖所示 1 原電池的負(fù)極反應(yīng)式為 正極反應(yīng)式為 2 電流的方向是 3 一段時(shí)間后 當(dāng)在銅片上放出1 68l 標(biāo)準(zhǔn)狀況 氣體時(shí) 右側(cè)燒杯中的h2so4恰好消耗一半 則產(chǎn)生這些氣體的同時(shí) 共消耗g鋅 有個(gè)電子通過了導(dǎo)線 原稀硫酸中c h2so4 設(shè)溶液體積不變 123456 解析 產(chǎn)生0 075molh2 通過0 075mol 2 0 15mol電子 消耗0 075molzn和0 075molh2so4 所以m zn 0 075mol 65g mol 1 4 875g n e 0 15mol 6 02 1023mol 1 9 03 1022 c h2so4 2 由cu極流向