高中蘇教版選修4 1.2.1原電池的工作原理 課件（31張）.pptx

第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第1課時(shí)原電池的工作原理 閱讀思考 自主檢測(cè) 任務(wù)一 閱讀教材第13頁(yè)的前言及活動(dòng)與探究 認(rèn)真領(lǐng)會(huì)其中的含義 回答下列問(wèn)題 和同學(xué)合作完成活動(dòng)與探究中的 實(shí)驗(yàn)1 和 實(shí)驗(yàn)2 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 實(shí)驗(yàn)1的現(xiàn)象是什么 2 實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象是什么 3 在實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中能量是如何轉(zhuǎn)化的 提示 1 鋅粉消失 有紅色物質(zhì)生成 溫度計(jì)顯示溫度升高 2 鋅片變細(xì) 銅片表面附著紅色物質(zhì) 電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 取出鹽橋后電流計(jì)指針不再發(fā)生偏轉(zhuǎn) 3 實(shí)驗(yàn)1是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 實(shí)驗(yàn)2是化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能 閱讀思考 自主檢測(cè) 任務(wù)二 認(rèn)真閱讀教材第13頁(yè)的內(nèi)容 分別完成下列任務(wù) 1 在教材圖1 9所示的銅鋅原電池中 鋅發(fā)生了什么反應(yīng) 銅極上發(fā)生了什么反應(yīng) 鹽橋中離子是怎樣移動(dòng)的 提示 鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 溶液中cu2 在銅極上得電子發(fā)生還原反應(yīng) 鹽橋中的cl 移向znso4溶液 k 移向cuso4溶液 2 閱讀p14頁(yè) 掌握電池反應(yīng)的書(shū)寫(xiě) 試著填寫(xiě)活動(dòng)與探究中的問(wèn)題 閱讀思考 自主檢測(cè) 1 下圖所示裝置中能夠組成原電池并顯著產(chǎn)生電流的是 答案 b2 在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線(xiàn)連接的鋅片和銅片 下列敘述正確的是 a 正極附近的濃度逐漸增大b 電子通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)由銅片流向鋅片c 正極有o2逸出d 銅片上有h2逸出答案 d 探究問(wèn)題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 1 所有化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)能均能直接轉(zhuǎn)換成電能嗎 提示 不是 只有自發(fā)的放熱的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)能才能直接轉(zhuǎn)換成電能 2 根據(jù)原電池原理分析 原電池的負(fù)極反應(yīng)一定是電極材料失去電子嗎 提示 不一定 原電池反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng) 負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng) 但不一定是電極材料被氧化 有些電池的電極材料不發(fā)生反應(yīng) 如燃料電池的兩個(gè)電極均不參加電極反應(yīng) 只是起導(dǎo)體的作用 3 原電池中較活潑的金屬電極一定是負(fù)極嗎 提示 不一定 要注意電解質(zhì)溶液對(duì)電極類(lèi)型的影響 例如 鎂鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池 鎂為負(fù)極 鋁為正極 但若以氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液 則鋁為負(fù)極 鎂為正極 探究問(wèn)題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 1 原電池的工作原理和正負(fù)極的判斷 1 原電池的工作原理 反應(yīng)類(lèi)型 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) 正極發(fā)生還原反應(yīng) 電子的移動(dòng)方向 電子從負(fù)極流出 經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向正極 離子的移動(dòng)方向 陽(yáng)離子向正極移動(dòng) 陰離子向負(fù)極移動(dòng) 探究問(wèn)題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 2 原電池正負(fù)極的判斷 探究問(wèn)題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 2 原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 1 書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的原則 電極反應(yīng)要遵循質(zhì)量守恒 電子守恒及電荷守恒 另外還遵循 加和性原則 兩電極反應(yīng)式相加 消去電子后得電池總反應(yīng)式 利用此原則 電池總反應(yīng)式減去已知的一電極反應(yīng)式得另一電極反應(yīng)式 共存原則 堿性溶液中 co2不可能生成 電極反應(yīng)式中不出現(xiàn)h 同樣酸性溶液中 電極反應(yīng)式中不出現(xiàn)oh 根據(jù)此原則 物質(zhì)得失電子后在不同的電解質(zhì)環(huán)境中所存在的形式不同 探究問(wèn)題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 2 根據(jù)裝置書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式 首先根據(jù)題目給定的圖示裝置特點(diǎn) 結(jié)合原電池正負(fù)極的判斷方法 確定原電池的正負(fù)極及放電的物質(zhì) 負(fù)極反應(yīng) 活潑金屬或h2 或其他還原劑 失去電子生成金屬陽(yáng)離子或h 或其他氧化產(chǎn)物 正極反應(yīng) 陽(yáng)離子得電子生成單質(zhì)或氧氣得電子 電池總反應(yīng)方程式 結(jié)合電子守恒 將正 負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得到電池總反應(yīng)方程式 探究問(wèn)題 知識(shí)點(diǎn)撥 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 3 根據(jù)電池總反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)各電極反應(yīng)式的一般步驟 1 列物質(zhì) 標(biāo)得失 根據(jù)總反應(yīng)方程式列出總式兩邊有元素化合價(jià)變化的物質(zhì) 并根據(jù)化合價(jià)變化確定轉(zhuǎn)移電子數(shù) 2 選離子 配電荷 根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性 用h 或oh 或其他離子配平 使兩邊電荷總數(shù)相等 3 配個(gè)數(shù) 巧用水 利用h2o使兩邊的元素守恒 4 兩式加 驗(yàn)總式 將正 負(fù)極反應(yīng)式相加 若得到總反應(yīng)式 說(shuō)明寫(xiě)法正確 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向一有關(guān)原電池的工作原理及正負(fù)極判斷的考查 例題1 下列敘述是小明做完銅 鋅原電池的實(shí)驗(yàn)后得出的結(jié)論和認(rèn)識(shí) 你認(rèn)為正確的是 a 構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬b 由銅 鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中 銅是負(fù)極c 電子沿導(dǎo)線(xiàn)由鋅流向銅 通過(guò)硫酸溶液被氫離子得到而放出氫氣d 銅鋅原電池工作時(shí) 若有13g鋅被溶解 電路中就有0 4mol電子通過(guò) 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 解析 兩種活潑性不同的金屬與電解質(zhì)溶液能夠組成原電池 但不能因此說(shuō)構(gòu)成原電池電極的材料一定都是金屬 如鋅和石墨電極也能跟電解質(zhì)溶液組成原電池 在原電池中 活潑金屬失去的電子流向不活潑的電極 因此活潑金屬是負(fù)極 但電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液 應(yīng)該是氫離子在銅極上得到由導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的電子 銅鋅原電池工作時(shí) 鋅負(fù)極失電子 電極反應(yīng)為zn 2e zn2 1molzn失去2mol電子 0 2mol鋅 質(zhì)量為13g 被溶解 電路中有0 4mol電子通過(guò) 故選d 答案 d 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗(yàn)1下列關(guān)于原電池的敘述正確的是 a 構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬b 原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置c 在原電池中 電子流出的一極是負(fù)極 該電極被還原d 原電池放電時(shí) 電流的方向是從負(fù)極到正極解析 構(gòu)成原電池的正 負(fù)極可以用金屬電極與非金屬電極 如石墨作電極 原電池中電子流出的一極發(fā)生氧化反應(yīng) 電流的方向是從正極經(jīng)外電路流向負(fù)極 與電子流動(dòng)的方向是相反的 答案 b 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向二有關(guān)原電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的考查 例題2 將鋁片和銅片用導(dǎo)線(xiàn)相連 一組插入濃硝酸中 一組插入稀naoh溶液中 分別形成了原電池 1 在這兩個(gè)原電池中 負(fù)極分別為 a 鋁片 銅片b 銅片 鋁片c 鋁片 鋁片d 銅片 銅片 2 寫(xiě)出插入濃硝酸中形成原電池的電極反應(yīng)式 3 寫(xiě)出插入稀naoh溶液中 形成原電池的電極反應(yīng)式 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 解析 1 將鋁片和銅片用導(dǎo)線(xiàn)相連 插入濃硝酸中 由于al被濃硝酸鈍化 不能持續(xù)反應(yīng) 而cu卻能與濃硝酸持續(xù)反應(yīng) 所以cu為負(fù)極 插入稀naoh溶液中 al與naoh溶液反應(yīng) al失去電子 所以al作為負(fù)極 2 al cu 濃硝酸組成的原電池的電極反應(yīng)式 負(fù)極 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 規(guī)律方法點(diǎn)撥書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)應(yīng)注意 1 負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng) 在正極上 溶液中陽(yáng)離子或氧化性強(qiáng)的離子或分子得到電子 發(fā)生還原反應(yīng) 2 兩極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等 3 注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng) 若反應(yīng) 一般要將電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反應(yīng)合并 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗(yàn)2如圖 下列判斷中正確的是 a 燒杯a中的溶液中oh 的濃度增大b 燒杯b中發(fā)生還原反應(yīng) 解析 zn比f(wàn)e活潑 所以zn作負(fù)極 發(fā)生氧化反應(yīng) 電極反應(yīng)式為2zn 4e 2zn2 fe作正極 氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng) 電極反應(yīng)式為2h2o o2 4e 4oh 反應(yīng)后溶液中oh 的濃度增大 答案 a 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向三原電池原理的應(yīng)用 例題3 導(dǎo)學(xué)號(hào)22014008甲 乙兩位同學(xué)想利用原電池反應(yīng)判斷金屬的活動(dòng)性順序 兩人均使用鎂片與鋁片作電極 但甲同學(xué)將電極放入3mol l 1的h2so4溶液中 乙同學(xué)將電極放入3mol l 1的naoh溶液中 如圖所示 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 1 如果甲 乙同學(xué)均認(rèn)為若構(gòu)成原電池的電極材料都是金屬 則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑 則甲會(huì)判斷出的活動(dòng)性更強(qiáng) 而乙會(huì)判斷出的活動(dòng)性更強(qiáng) 填元素符號(hào) 2 由此實(shí)驗(yàn) 可得到哪些正確的結(jié)論 選填序號(hào) a 利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì)b 鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng)c 該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明金屬活動(dòng)性順序已不適用 沒(méi)有使用價(jià)值d 該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜 反應(yīng)受條件影響較大 因此應(yīng)具體問(wèn)題具體分析 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 3 上述實(shí)驗(yàn)也反過(guò)來(lái)證明了 直接利用金屬活動(dòng)性順序判斷原電池的正 負(fù)極 的做法 填 可靠 或 不可靠 如不可靠 請(qǐng)你提出另一個(gè)判斷原電池正 負(fù)極的可行方案 如可靠 此空可不填 解析 在naoh溶液作介質(zhì)的裝置中 鎂片不與堿溶液反應(yīng) 無(wú)法失去電子 作正極 故負(fù)極應(yīng)該是鋁片 從而進(jìn)一步說(shuō)明原電池反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 在確定 直接利用金屬活動(dòng)性順序判斷原電池的正 負(fù)極 的做法不可靠之后 要設(shè)計(jì)可行方案 就必須根據(jù)氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì) 有電子轉(zhuǎn)移 結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置 利用電流計(jì)測(cè)定電流的方向 從而判斷電子流動(dòng)方向 再確定原電池的正 負(fù)極 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 答案 1 mgal 2 ad 3 不可靠將兩種金屬連上電流計(jì)后插入電解質(zhì)溶液中 構(gòu)成原電池 利用電流計(jì)測(cè)定電流的方向 從而判斷電子的流動(dòng)方向 由此確定原電池的正 負(fù)極 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗(yàn)3有a b c d e五塊金屬片 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) a b用導(dǎo)線(xiàn)相連后 同時(shí)浸入稀硫酸中 a極為負(fù)極 c d用導(dǎo)線(xiàn)相連后 同時(shí)浸入稀硫酸中 電流由d 導(dǎo)線(xiàn) c a c相連后 同時(shí)浸入稀硫酸中 c極產(chǎn)生大量氣泡 b d相連后 同時(shí)浸入稀硫酸中 d極發(fā)生氧化反應(yīng) 用惰性電極電解含b離子和e離子的溶液 e先析出 據(jù)此判斷五種金屬的活動(dòng)性順序是 a a b c d eb a c d b ec c a b d ed b d c a e 重點(diǎn)難點(diǎn) 重要考向 考向一 考向二 考向三 解析 金屬與稀硫酸組成原電池 活潑金屬為負(fù)極 失去電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 較不活潑的金屬為正極 h 在正極電極表面得到電子生成h2 電子運(yùn)動(dòng)方向由負(fù)極 正極 電流方向則由正極 負(fù)極 在題述原電池中 a b原電池 a為負(fù)極 c d原電池中 c為負(fù)極 a c原電池 a為負(fù)極 b d原電池 d為負(fù)極 e先析出則e不活潑 綜上可知 b項(xiàng)正確 答案 b 12345 1 下列反應(yīng)可用于設(shè)計(jì)原電池的是 解析 氧化還原反應(yīng)才能用于設(shè)計(jì)原電池 答案 b 12345 2 關(guān)于如圖所示裝置的敘述正確的是 a 銅是陽(yáng)極 銅片上有氣泡產(chǎn)生b 銅片質(zhì)量逐漸減小c 電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向銅片d 氫離子在銅片表面被還原解析 題給裝置是一個(gè)銅鋅原電池裝置 其中鋅作負(fù)極 鋅片失去電子逐漸溶解而質(zhì)量減小 銅作正極 氫離子在銅片上放電 析出氫氣 電池中電子是從鋅片經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)流向銅片 而電流方向則正好相反 所以選d 答案 d 12345 3 將純鋅片和純銅片按圖方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間 以下敘述正確的是 a 兩燒杯中銅片表面均無(wú)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)生氣泡的速度甲比乙慢解析 本題設(shè)計(jì)了原電池與非原電池裝置 考查對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的掌握程度 由題所給圖示可知 甲為原電池 銅為正極 發(fā)生反應(yīng) 2h 2e h2 反應(yīng)速率加快 乙不能構(gòu)成原電池 無(wú)閉合回路 只在鋅片上發(fā)生反應(yīng) zn 2h zn2 h2 二者都消耗h