化學：4.1.1liyuli《原電池》(人教版選修4)課件

新課標人教版選修四化學反應原理第四章電化學基礎第一節(jié)原電池（第一課時）11780年，伽伐尼(Galvani,L.)

青蛙抽搐實驗。原電池的雛形理論解釋：生物電觀點2

伏打?qū)ι镫娪^點的質(zhì)疑

（Volta,A.1745-1827）

1800年建立伏打電堆模型。伏打電池是實用電池的開端。33.復雜原電池電極方程式的書寫方法點撥：寫電極方程式的時候，要根據(jù)“得電子顯負電；失電子顯正電”的原則，利用“電荷守恒”，通過巧用H＋、OH－和水寫出電極方程式Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O練習：寫出鉛酸蓄電池的電極反應：

Pb＋SO42－－2e－＝2PbSO4↓正極：PbO2得電子＋4H＋＋2H2O正極：PbO2＋SO42－＋2e－

＝PbSO4↓5銀鋅電池（電解質(zhì)為KOH）的電池總反應為：

Zn＋Ag2O＝ZnO＋2Ag寫出其正、負極反應。

Zn－2e－＝ZnO

＋2OH－＋H2O

Ag2O＋2e－＝2Ag＋H2O＋2OH－負極：正極：61.利用原電池原理設計新型化學電池；2.改變化學反應速率，如實驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣；3.進行金屬活動性強弱比較；4.電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。五、原電池的主要應用：5.解釋某些化學現(xiàn)象7(1)比較金屬活動性強弱。例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；A.甲和乙用導線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應中，甲比乙失去的電子多；D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；（C）原電池原理應用：8(3)比較金屬腐蝕的快慢例3：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)原電池原理應用：10(4)判斷溶液pH值變化例5：在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時間后，從裝置中共收集到0.168L升氣體，則流過導線的電子為————mol,溶液的pH值變_________？（溶液體積變化忽略不計）0.2解得：y

＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根據(jù)電極反應：正極：負極：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-

＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑大

0.015原電池原理應用：12

拓展練習（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象。

兩極反應式為：正極

；負極

。

該裝置將

能轉化為

能。（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為

，總反應方程為

。鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉；2H++2e—=H2↑Mg－2e—=Mg2+化學能電能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑14小結１定義:（1）由兩個半電池組成的鋅銅原電池的工作原理原電池把化學能轉化成電能的裝置。2、原電池的工作原理較活潑的金屬發(fā)生氧化反應,電子從較活潑的金屬(負極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)。負極正極電子流向電流流向（2）形成原電池的條件（3）原電池的正負極的判斷方法（4）電極材料的選擇（電池的電極必須導電）15復習回顧1、原電池是______________________的裝置。原電池反應的本質(zhì)是_______________反應。將化學能轉化為電能氧化還原反應2、如右圖所示，組成的原電池：（1）當電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時：Zn電極是____（填“正”或“負”）極，其電極反應為_______________，該反應是______（填“氧化”或“還原”，下同）反應；Cu電極是______極，其電極反應為_______________,該反應是_________反應。（2）當電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液時：Zn電極是____極，其電極反應為_____________，該反應是________反應；Cu電極是____極，其電極反應為_______________,該反應_________反應.負Zn－2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑還原負Zn－2e-=Zn2+氧化正Cu2++2e-=Cu還原16氧化反應Zn-2e=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液鹽橋失e，沿導線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應2H++2e-=H2↑陰離子陽離子總反應：負極正極2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式）（化學方程式）電極反應正極：負極：（氧化反應）（還原反應）陽離子原電池原理(參考第二教材P116)外電路內(nèi)電路17與原電池相關的概念1.電路：外電路內(nèi)電路電子流向：負極流向正極電流方向：正極流向負極陰離子流向負極陽離子流向正極2.電極：正極：電子流入的一極負極：電子流出的一極3.電極反應式：正極：2H++2e-＝H2↑負極：Zn－2e-＝Zn2+4.總反應式：Zn+2H+

＝Zn2++H2↑18實驗三（書76頁實驗4-1）實驗探索實驗現(xiàn)象：分析：改進后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是什么？參考教材有鹽橋存在時電流計指針發(fā)生偏轉，即有電流通過電路。取出鹽橋，電流計指針即回到零點，說明沒有電流通過。鹽橋制法：1)將熱的瓊膠溶液倒入U形管中(注意不要產(chǎn)生裂隙)，將冷卻后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的飽和溶液中即可。2)將KCl或NH4NO3的飽和溶液裝入U形管，用棉花都住管口即可。20鹽橋的作用：（1）使整個裝置構成通路，代替兩溶液直接接觸。得出結論

由于鹽橋（如KCl）的存在，其中陰離子Cl-向ZnSO4溶液擴散和遷移，陽離子K+則向CuSO4溶液擴散和遷移，分別中和過剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進行，一直到鋅片全部溶解或

CuSO4溶液中的

Cu2+幾乎完全沉淀下來。若電解質(zhì)溶液與KCl溶液反應產(chǎn)生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作鹽橋。（2）平衡電荷。

在整個裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離子遷移完成的。Zn失去電子形成的Zn2+進入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而帶正電荷。同時，CuSO4則由于Cu2+

變?yōu)镃u，使得

SO42-相對較多而帶負電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。21二、由兩個半電池組成原電池的工作原理（1）把氧化反應和還原反應分開在不同區(qū)域進行，再以適當方式連接，可以獲得電流。①在這類電池中，用還原性較強的物質(zhì)作為負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較強的物質(zhì)作為正極的溶液，正極從外電路得到電子。②在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽離子的定向運動而形成內(nèi)電路。（2）探究組成原電池的條件練習：鋅銅原電池產(chǎn)生電流時，陽離子（）A移向Zn極，陰離子移向Cu極B移向Cu極，陰離子移向Zn極C和陰離子都移向Zn極D和陰離子都移向Cu極B23實驗探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實驗24第三組實驗實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）可以26（2）組成原電池的條件（1）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。（2）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。

（4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進行氧化還原反應。27ABCDEFMN1.下列哪幾個裝置能形成原電池？OVXVVXXXV原電池構成條件典型例題：V28（3）原電池的正負極的判斷方法(參考第二教材P118)

微觀判斷（根據(jù)電子流動方向）電子流出的極電子流入的極——負極——正極較活潑的電極材料較不活潑的電極材料質(zhì)量增加的電極工作后質(zhì)量減少的電極——負極——正極——正極——負極工作后，有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應的極發(fā)生還原反應的極宏觀判斷：①根據(jù)電極材料②根據(jù)原電池電極發(fā)生的反應③根據(jù)電極增重還是減重④根據(jù)電極有氣泡冒出：——負極——正極301.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是()A.MgB.FeC.AlD.CuB2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的pH()A.不變B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小C典型例題：313.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB324、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(D)A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定B.保持平衡狀態(tài)C.鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D.銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜33（4）電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負極，銅作正極②金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負極，石墨棒作正極③金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負極，PbO2作正極④惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt（電池的電極必須導電）電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應。但若是兩個半反應分別在兩個燒杯中進行，則負極的燒杯中的電解質(zhì)溶液應與電極材料具有相同的陽離子，正極不一定。34請根據(jù)氧化還原反應:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設計成原電池。你有哪些可行方案?CuCu–2e-=Cu2+比Cu穩(wěn)定的金屬或石墨2Fe3++2e-=2Fe2+

Fe2(SO4

)3、FeCl3等負極：正極：電解質(zhì)溶液：練一練若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶液又是什么？試畫出原電池的裝置簡圖。35１)能自發(fā)進行的氧化還原反應２)通常須兩個活性不同的電極３)電解質(zhì)溶液４)還原劑在負極失電子，發(fā)生氧化反應，氧化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應．361.利用原電池原理設計新型化學電池；2.改變化學反應速率，如實驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣；3.進行金屬活動性強弱比較；4.電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。三、原電池的主要應用：5.解釋某些化學現(xiàn)象37(1)比較金屬活動性強弱。例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；A.甲和乙用導線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應中，甲比乙失去的電子多；D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；（C）原電池原理應用：38(2)比較反應速率例2：下列制氫氣的反應速率最快的是粗鋅和1mol/L鹽酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D

）原電池原理應用：39(3)比較金屬腐蝕的快慢例3：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)原電池原理應用：40例4：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)41(4)判斷溶液pH值變化例5：在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時間后，從裝置中共收集到0.168L升氣體，則流過導線的電子為————mol,溶液的pH值變_________？（溶液體積變化忽略不計）0.2解得：y

＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根據(jù)電極反應：正極：負極：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-

＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑大

0.015原電池原理應用：42(5)原電池原理的綜合應用例6：市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等?！盁岱蟠眴⒂弥坝盟芰洗蛊渑c空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。“熱敷袋”是利用

放出熱量。2)炭粉的主要作用是

。3)加入氯化鈉的主要作用是

。4)木屑的作用是