化學(xué)：第四章第一節(jié)《原電池》課件人教版選修42

1、化學(xué)：第四章第一節(jié)原電池課件人教版選修42復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧1、原電池是、原電池是_的裝置。的裝置。原電池反應(yīng)的本質(zhì)是原電池反應(yīng)的本質(zhì)是_反應(yīng)。反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 2、如右圖所示，組成的原電池：、如右圖所示，組成的原電池：（1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀）當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4Zn電極是電極是_（填（填“正正”或或“負(fù)負(fù)”）極，）極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_(kāi)，該反應(yīng)，該反應(yīng)是是_（填（填“氧化氧化”或或“還原還原”，下同）反，下同）反應(yīng)；應(yīng)；Cu電極是電極是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_(kāi),該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)。反應(yīng)。（2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為）當(dāng)電解

2、質(zhì)溶液為CuSOCuSO4 4溶液時(shí)：溶液時(shí)： Zn電極電極是是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_(kāi)，該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)；反應(yīng)；Cu電極是電極是_極，極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_(kāi),該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)反應(yīng).負(fù)負(fù)Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正2H+ +2e- =H2還原還原負(fù)負(fù)Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正Cu2+ + 2e - = Cu還原還原【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化學(xué)能轉(zhuǎn)化 為電能的客觀事實(shí)】3 3、原電池的工作原理、原電池的工作原理氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)：反應(yīng)物之間有電子轉(zhuǎn)移）氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)：反應(yīng)物之間有電子轉(zhuǎn)移）負(fù)極負(fù)極（還原性）（還原性）還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化

3、反應(yīng)正極正極（氧化性）（氧化性） 失失e 得得e電子電子e電流電流結(jié)論把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不結(jié)論把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同的區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，同的區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，就可以獲得電流就可以獲得電流（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么？判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么？形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶

4、液中；形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路（可以）（可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）（1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一 種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。 （2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。（3）兩極相連形成閉合電路。）兩極相連形成閉合電路。 （4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還 原反應(yīng)。原反應(yīng)。4 4、組成原電池的條件、組成原電池的條件一、對(duì)鋅銅原電一、對(duì)鋅銅原電 池工作原理的進(jìn)一步探究池工作原理的進(jìn)一步探究提出問(wèn)題：提出

5、問(wèn)題： 左圖是原電池，如果用左圖是原電池，如果用它做電源，不但效率低，它做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱，因此不適合實(shí)快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么原因際應(yīng)用。這是什么原因造成的呢？有沒(méi)有造成的呢？有沒(méi)有什么改進(jìn)措施？什么改進(jìn)措施？造成的主要原因：由于鋅片與硫酸銅溶液直造成的主要原因：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液中有銅離子在鋅片表面直接還原，一旦有少中有銅離子在鋅片表面直接還原，一旦有少量的銅在鋅片表面析出，即在負(fù)極（鋅）表量的銅在鋅片表面析出，即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步

6、加速銅在負(fù)極鋅面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在負(fù)極鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池了，也就沒(méi)有電流在產(chǎn)生。電池了，也就沒(méi)有電流在產(chǎn)生。改進(jìn)措施？改進(jìn)措施？將鋅片與硫酸銅溶液隔離將鋅片與硫酸銅溶液隔離硫酸鋅溶液硫酸鋅溶液 硫酸銅溶液硫酸銅溶液上述裝置構(gòu)成原電池了嗎？為什么？上述裝置構(gòu)成原電池了嗎？為什么？怎樣才能構(gòu)成原電池呢？怎樣才能構(gòu)成原電池呢？為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如下圖（書(shū)為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如下圖（書(shū)P71圖圖4-1）所示的原電池裝置，你能解釋它）所示的原電

7、池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？的工作原理嗎？鹽橋中通常裝有含瓊膠鹽橋中通常裝有含瓊膠的的KClKCl飽和溶液飽和溶液此裝置優(yōu)點(diǎn)：能穩(wěn)定長(zhǎng)此裝置優(yōu)點(diǎn)：能穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間放電時(shí)間放電鹽橋在此的作用是什么？鹽橋在此的作用是什么？改進(jìn)后的裝置為什改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？閱讀教材閱讀教材72頁(yè)頁(yè)得出結(jié)論得出結(jié)論鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1 1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。接觸。（2）平衡電荷。）平衡電荷。在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離子遷移完成的。流通路是靠離子遷

8、移完成的。ZnZn失去電失去電子形成的子形成的ZnZn2+2+進(jìn)入進(jìn)入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液溶液因因ZnZn2+2+增多而帶正電荷。同時(shí)，增多而帶正電荷。同時(shí)，CuSOCuSO4 4則則由于由于CuCu2+2+ 變?yōu)樽優(yōu)镃u Cu ，使得，使得 SOSO4 42-2-相對(duì)較多相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。造成電流中斷。 由于鹽橋（如由于鹽橋（如KClKCl）的存在，其中）的存在，其中陰離子陰離子ClCl- -向向ZnSOZnSO4

9、 4溶液擴(kuò)散和遷移，陽(yáng)溶液擴(kuò)散和遷移，陽(yáng)離子離子K K+ +則向則向CuSOCuSO4 4溶液擴(kuò)散和遷移，分溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過(guò)剩的電荷，保持溶液的電中別中和過(guò)剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，一性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，一直到鋅片全部溶解或直到鋅片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu2+2+幾乎完全沉淀下來(lái)。若電解質(zhì)溶液幾乎完全沉淀下來(lái)。若電解質(zhì)溶液與與KClKCl溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作鹽橋。作鹽橋。上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的化學(xué)

10、能轉(zhuǎn)換成電能的？指出電池的正負(fù)極，并分別換成電能的？指出電池的正負(fù)極，并分別寫(xiě)出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該寫(xiě)出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該電池的總反應(yīng)方程式。電池的總反應(yīng)方程式。負(fù)極（鋅片）：負(fù)極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極（銅片）：正極（銅片）： Cu2+ + 2e - = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式總化學(xué)方程式）：）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 電池符號(hào)電池符號(hào)： Zn ZnSO4 CuSO4 Cu 負(fù)極負(fù)極 鹽橋鹽橋 正極正極二、由兩個(gè)半電池組成原電池的工作原理二、由兩個(gè)半電池組

11、成原電池的工作原理（1）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。域進(jìn)行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；用氧化性較負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過(guò)陰陽(yáng)離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。并通過(guò)陰陽(yáng)離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。（2）原電池的正負(fù)極的判斷方法）原電池的正負(fù)極的判

12、斷方法 微觀判斷微觀判斷（根據(jù)電子（根據(jù)電子流動(dòng)方向）流動(dòng)方向）電子流出的極電子流出的極電子流入的極電子流入的極負(fù)極負(fù)極正極正極 較活潑的電極材料較活潑的電極材料較不活潑的電極材料較不活潑的電極材料負(fù)極負(fù)極正極正極宏觀判斷：宏觀判斷：根據(jù)電極材料根據(jù)電極材料根據(jù)原電池電極根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)負(fù)極負(fù)極正極正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極有氣泡冒出：根據(jù)電極有氣泡冒出： 質(zhì)量增加的電極質(zhì)量增加的電極工作后工作后 質(zhì)量減少的電極質(zhì)量減少的電極正極正極負(fù)極負(fù)極工作后，有氣泡冒出的電極為正極工作后，有氣泡

13、冒出的電極為正極（3）電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇）電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇（電池的電極必須導(dǎo)電）（電池的電極必須導(dǎo)電） 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)反應(yīng)。但若是兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)解質(zhì)溶液應(yīng) 與電極材料具有相同的陽(yáng)與電極材料具有相同的陽(yáng)離子。離子。1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷子轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)電極反應(yīng)。2、根據(jù)電極反應(yīng)確定合、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的適的電極材料電極材料和和電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液 原電池的設(shè)計(jì)原電池的設(shè)計(jì) 利用利用Fe

14、+ Cu2+=Fe2+ +Cu，設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池一個(gè)原電池.CuFeCuSO4FeSO4化合價(jià)升高化合價(jià)升高 失失2e- 化合價(jià)降低化合價(jià)降低 得得2e-思考討論：思考討論： 利用此利用此反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)原電反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)原電池，寫(xiě)出電極反應(yīng)式。并畫(huà)出裝置圖池，寫(xiě)出電極反應(yīng)式。并畫(huà)出裝置圖（Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）化合價(jià)降低得化合價(jià)降低得2e-Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+化合價(jià)升高失化合價(jià)升高失2e-CuCCuCl2FeCl3裝置圖裝置圖離子方程式離子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+總結(jié)總結(jié)v1、復(fù)習(xí)回憶了原電池的形成。、復(fù)

15、習(xí)回憶了原電池的形成。v2、進(jìn)一步了解原電池的反應(yīng)原理，、進(jìn)一步了解原電池的反應(yīng)原理，正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。v3、利用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計(jì)了原、利用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計(jì)了原電池。電池。1、下列裝置中電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的、下列裝置中電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（是（ ）32、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽(yáng)離子、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽(yáng)離子（ ）A 移向移向Zn 極，陰離子移向極，陰離子移向Cu 極極B 移向移向Cu 極，陰離子移向極，陰離子移向Zn 極極C 和陰離子都移向和陰離子都移向Zn極極D 和陰離子都移向和陰離子都移向Cu 極極B3、把、把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸四塊金

16、屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，相連時(shí)，a為負(fù)極；為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由相連時(shí)，電流由d到到c；a、c相連時(shí)，相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為 ( )Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a BCu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag化合價(jià)升高失化合價(jià)升高失2e-化合價(jià)降低得化合價(jià)降低得2e-電極：負(fù)極是電極：負(fù)極是Cu，正極可以是，正極可

17、以是Ag或或C等。等。 電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：負(fù)極：負(fù)極：Cu 2e- = Cu2+ 正極：正極：2Ag+ + 2e- = 2 Ag電解液：電解液： Cu(NO3)2 、AgNO3 5、利用下面反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池選擇電極材料和電、利用下面反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池選擇電極材料和電解質(zhì)溶液，寫(xiě)出電極方程式；并畫(huà)出原電池簡(jiǎn)意解質(zhì)溶液，寫(xiě)出電極方程式；并畫(huà)出原電池簡(jiǎn)意圖。圖。CuCCu(NO3) AgNO31.某原電池總反應(yīng)式為：某原電池總反應(yīng)式為：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，能實(shí)現(xiàn)該，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是反應(yīng)的原電池是( )2.將鎂片和鋁片用導(dǎo)線相連，分別同時(shí)插入稀將鎂片和鋁片用導(dǎo)線相連，分別同時(shí)插入稀H2SO4和和NaOH溶溶液中，寫(xiě)出兩池中的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。液中，寫(xiě)出兩池中的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。ABCD電極材料電極材料Cu、ZnCu、AgCu、CFe、Zn電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液FeCl3Fe2