高中蘇教版選修4 1.2.1原電池的工作原理 課件（31張）.pptx

第二單元化學能與電能的轉(zhuǎn)化 第1課時原電池的工作原理 閱讀思考 自主檢測 任務一 閱讀教材第13頁的前言及活動與探究 認真領會其中的含義 回答下列問題 和同學合作完成活動與探究中的 實驗1 和 實驗2 請回答下列問題 1 實驗1的現(xiàn)象是什么 2 實驗2的現(xiàn)象是什么 3 在實驗1和實驗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 溫度計顯示溫度升高 2 鋅片變細 銅片表面附著紅色物質(zhì) 電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 取出鹽橋后電流計指針不再發(fā)生偏轉(zhuǎn) 3 實驗1是化學能轉(zhuǎn)化為熱能 實驗2是化學能轉(zhuǎn)換為電能 閱讀思考 自主檢測 任務二 認真閱讀教材第13頁的內(nèi)容 分別完成下列任務 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 銅極上發(fā)生了什么反應 鹽橋中離子是怎樣移動的 提示 鋅失電子發(fā)生氧化反應 溶液中cu2 在銅極上得電子發(fā)生還原反應 鹽橋中的cl 移向znso4溶液 k 移向cuso4溶液 2 閱讀p14頁 掌握電池反應的書寫 試著填寫活動與探究中的問題 閱讀思考 自主檢測 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線連接的鋅片和銅片 下列敘述正確的是 a 正極附近的濃度逐漸增大b 電子通過導線由銅片流向鋅片c 正極有o2逸出d 銅片上有h2逸出答案 d 探究問題 知識點撥 重點難點 重要考向 1 所有化學反應的化學能均能直接轉(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的化學能才能直接轉(zhuǎn)換成電能 2 根據(jù)原電池原理分析 原電池的負極反應一定是電極材料失去電子嗎 提示 不一定 原電池反應的實質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應 負極上發(fā)生氧化反應 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 如燃料電池的兩個電極均不參加電極反應 只是起導體的作用 3 原電池中較活潑的金屬電極一定是負極嗎 提示 不一定 要注意電解質(zhì)溶液對電極類型的影響 例如 鎂鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池 鎂為負極 鋁為正極 但若以氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液 則鋁為負極 鎂為正極 探究問題 知識點撥 重點難點 重要考向 1 原電池的工作原理和正負極的判斷 1 原電池的工作原理 反應類型 負極發(fā)生氧化反應 正極發(fā)生還原反應 電子的移動方向 電子從負極流出 經(jīng)導線流向正極 離子的移動方向 陽離子向正極移動 陰離子向負極移動 探究問題 知識點撥 重點難點 重要考向 2 原電池正負極的判斷 探究問題 知識點撥 重點難點 重要考向 2 原電池電極反應式的書寫 1 書寫電極反應式的原則 電極反應要遵循質(zhì)量守恒 電子守恒及電荷守恒 另外還遵循 加和性原則 兩電極反應式相加 消去電子后得電池總反應式 利用此原則 電池總反應式減去已知的一電極反應式得另一電極反應式 共存原則 堿性溶液中 co2不可能生成 電極反應式中不出現(xiàn)h 同樣酸性溶液中 電極反應式中不出現(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 探究問題 知識點撥 重點難點 重要考向 2 根據(jù)裝置書寫電極反應式 首先根據(jù)題目給定的圖示裝置特點 結(jié)合原電池正負極的判斷方法 確定原電池的正負極及放電的物質(zhì) 負極反應 活潑金屬或h2 或其他還原劑 失去電子生成金屬陽離子或h 或其他氧化產(chǎn)物 正極反應 陽離子得電子生成單質(zhì)或氧氣得電子 電池總反應方程式 結(jié)合電子守恒 將正 負極電極反應式相加即得到電池總反應方程式 探究問題 知識點撥 重點難點 重要考向 3 根據(jù)電池總反應式書寫各電極反應式的一般步驟 1 列物質(zhì) 標得失 根據(jù)總反應方程式列出總式兩邊有元素化合價變化的物質(zhì) 并根據(jù)化合價變化確定轉(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 配個數(shù) 巧用水 利用h2o使兩邊的元素守恒 4 兩式加 驗總式 將正 負極反應式相加 若得到總反應式 說明寫法正確 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向一有關原電池的工作原理及正負極判斷的考查 例題1 下列敘述是小明做完銅 鋅原電池的實驗后得出的結(jié)論和認識 你認為正確的是 a 構(gòu)成原電池正極和負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 銅是負極c 電子沿導線由鋅流向銅 通過硫酸溶液被氫離子得到而放出氫氣d 銅鋅原電池工作時 若有13g鋅被溶解 電路中就有0 4mol電子通過 重點難點 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 因此活潑金屬是負極 但電子不能通過電解質(zhì)溶液 應該是氫離子在銅極上得到由導線轉(zhuǎn)移過來的電子 銅鋅原電池工作時 鋅負極失電子 電極反應為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 故選d 答案 d 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗1下列關于原電池的敘述正確的是 a 構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬b 原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置c 在原電池中 電子流出的一極是負極 該電極被還原d 原電池放電時 電流的方向是從負極到正極解析 構(gòu)成原電池的正 負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 電流的方向是從正極經(jīng)外電路流向負極 與電子流動的方向是相反的 答案 b 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向二有關原電池電極反應式書寫的考查 例題2 將鋁片和銅片用導線相連 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 在這兩個原電池中 負極分別為 a 鋁片 銅片b 銅片 鋁片c 鋁片 鋁片d 銅片 銅片 2 寫出插入濃硝酸中形成原電池的電極反應式 3 寫出插入稀naoh溶液中 形成原電池的電極反應式 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 解析 1 將鋁片和銅片用導線相連 插入濃硝酸中 由于al被濃硝酸鈍化 不能持續(xù)反應 而cu卻能與濃硝酸持續(xù)反應 所以cu為負極 插入稀naoh溶液中 al與naoh溶液反應 al失去電子 所以al作為負極 2 al cu 濃硝酸組成的原電池的電極反應式 負極 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 規(guī)律方法點撥書寫電極反應式時應注意 1 負極失去電子發(fā)生氧化反應 在正極上 溶液中陽離子或氧化性強的離子或分子得到電子 發(fā)生還原反應 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 若反應 一般要將電極反應和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反應合并 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗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 解析 zn比fe活潑 所以zn作負極 發(fā)生氧化反應 電極反應式為2zn 4e 2zn2 fe作正極 氧氣在該電極上發(fā)生還原反應 電極反應式為2h2o o2 4e 4oh 反應后溶液中oh 的濃度增大 答案 a 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 考向三原電池原理的應用 例題3 導學號22014008甲 乙兩位同學想利用原電池反應判斷金屬的活動性順序 兩人均使用鎂片與鋁片作電極 但甲同學將電極放入3mol l 1的h2so4溶液中 乙同學將電極放入3mol l 1的naoh溶液中 如圖所示 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 1 如果甲 乙同學均認為若構(gòu)成原電池的電極材料都是金屬 則構(gòu)成負極材料的金屬應比構(gòu)成正極材料的金屬活潑 則甲會判斷出的活動性更強 而乙會判斷出的活動性更強 填元素符號 2 由此實驗 可得到哪些正確的結(jié)論 選填序號 a 利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應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c 該實驗說明金屬活動性順序已不適用 沒有使用價值d 該實驗說明化學研究對象復雜 反應受條件影響較大 因此應具體問題具體分析 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 3 上述實驗也反過來證明了 直接利用金屬活動性順序判斷原電池的正 負極 的做法 填 可靠 或 不可靠 如不可靠 請你提出另一個判斷原電池正 負極的可行方案 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 無法失去電子 作正極 故負極應該是鋁片 從而進一步說明原電池反應都是自發(fā)進行的氧化還原反應 在確定 直接利用金屬活動性順序判斷原電池的正 負極 的做法不可靠之后 要設計可行方案 就必須根據(jù)氧化還原反應實質(zhì) 有電子轉(zhuǎn)移 結(jié)合實驗裝置 利用電流計測定電流的方向 從而判斷電子流動方向 再確定原電池的正 負極 重點難點 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后插入電解質(zhì)溶液中 構(gòu)成原電池 利用電流計測定電流的方向 從而判斷電子的流動方向 由此確定原電池的正 負極 重點難點 重要考向 考向一 考向二 考向三 成功體驗3有a b c d e五塊金屬片 進行如下實驗 a b用導線相連后 同時浸入稀硫酸中 a極為負極 c d用導線相連后 同時浸入稀硫酸中 電流由d 導線 c a c相連后 同時浸入稀硫酸中 c極產(chǎn)生大量氣泡 b d相連后 同時浸入稀硫酸中 d極發(fā)生氧化反應 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 重點難點 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 活潑金屬為負極 失去電子 發(fā)生氧化反應 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 電子運動方向由負極 正極 電流方向則由正極 負極 在題述原電池中 a b原電池 a為負極 c d原電池中 c為負極 a c原電池 a為負極 b d原電池 d為負極 e先析出則e不活潑 綜上可知 b項正確 答案 b 12345 1 下列反應可用于設計原電池的是 解析 氧化還原反應才能用于設計原電池 答案 b 12345 2 關于如圖所示裝置的敘述正確的是 a 銅是陽極 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)導線流向銅片d 氫離子在銅片表面被還原解析 題給裝置是一個銅鋅原電池裝置 其中鋅作負極 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)導線流向銅片 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 本題設計了原電池與非原電池裝置 考查對所學理論知識的掌握程度 由題所給圖示可知 甲為原電池 銅為正極 發(fā)生反應 2h 2e h2 反應速率加快 乙不能構(gòu)成原電池 無閉合回路 只在鋅片上發(fā)生反應 zn 2h zn2 h2 二者都消耗h