《2018-2019版化学新设计同步苏教版选修四课件：专题一 化学反应与能量变化 第二单元 第1课时 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019版化学新设计同步苏教版选修四课件：专题一 化学反应与能量变化 第二单元 第1课时 （30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二单元 化学能与电能的转化,第1课时 原电池的工作原理,知 识 梳 理 一、原电池 1.原电池定义：将_转变为_的装置。 2.实质：将_反应的_变成_。即将_转化成 _。 3.简单原电池的构成条件：,_。,化学能,电能,氧化还原,电子转移,电子的定向移动,化学能,电能,活泼性不同的两个电极，电解质溶液，形成闭合回路，能自发进行的氧,化还原反应。,二、原电池的工作原理 工作原理：利用_反应在不同区域内进行，以适当方式连接起来，获得电流。以铜锌原电池为例： 1.在ZnSO4溶液中，锌片逐渐_，即Zn被_，锌原子_电子，形成_进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向_；,CuSO4溶液中，_从铜
2、片上得电子，还原成为_并沉积在铜片上。 锌为_ ，发生_反应，电极反应式为Zn2e=Zn2； 铜为_ ，发生_反应，电极反应式为Cu22e=Cu。 总反应式为ZnCu2=Zn2Cu，反应是自发进行的。,氧化还原,溶解,氧化,失,Zn2,铜片,Cu2,金属铜,负极,氧化,正极,还原,2.闭合回路的构成：,外电路：电子从_到_ ，电流从_到_ ， 内电路：溶液中的_离子移向ZnSO4溶液， _离子移向CuSO4溶液。,负极,正极,正极,负极,阴,阳,【自主思考】 1.某原电池装置如下图所示：,(2)如果将装置中的盐桥取出，电流计指针是否发生偏转？为什么？ 提示 不偏转。因为取出盐桥后装置不再是闭合
3、回路。 (3)根据原电池的工作原理分析原电池的正极、负极有哪些判断依据？ 提示 可由电极材料判断；可以由电子流向或电流方向判断；也可由反应类型、反应现象等判断。,2.镁、铝和NaOH溶液组成原电池，作负极的应该是哪种金属？为什么？,提示 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。哪个电极与电解质溶液更易反应而失电子，就是原电池的负极，不一定是较活泼的金属作负极，而要看是否发生氧化反应。镁、铝和NaOH溶液组成的原电池中，铝能与NaOH溶液反应，而镁尽管较为活泼但它不与NaOH溶液反应，所以铝为原电池的负极。,效 果 自 测 1.下列装置中能构成原电池产生电流的是( ),
4、解析 A、D项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池；B项符合原电池的构成条件，两电极发生的反应分别是Zn2e=Zn2，2H2e=H2；C项中酒精不是电解质，故不能构成原电池。 答案 B,2.某小组为研究电化学原理，设计了如图所示装置。下列叙述不正确的是( ),A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B.a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为Cu22e=Cu C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D.a和b用导线连接后，电流由铁电极经导线流向铜电极,解析 a和b不连接时，Fe和Cu2直接发生氧化还原反应，铁片上会有金属铜析出，A项正确；若a和b用导线连接
5、，则构成原电池，此时铁为负极，铜为正极，电极反应式分别为Fe2e=Fe2、Cu22e=Cu，B项正确；分析选项A、B可知，选项C是正确的；在原电池中，电流应由正极流出，经导线流向负极，故D项错。 答案 D,3.将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池，其正极反应式_；负极反应式_；总反应方程式_。,答案 2H2e=H2 Fe2e=Fe2 FeH2SO4=FeSO4H2,探究一、原电池工作原理,【探究讨论】 1.如图装置，可使原电池不断地产生电流，试分析其原理。,2.在上题图中，盐桥的作用是什么？,提示 (1)盐桥中通常装有含有KCl饱和溶液的琼脂，能使两个烧杯中的溶液连成一个通路。离
6、子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。 (2)使用盐桥是将两个半电池完全隔开，使副反应减至最低程度，可以获得单纯的电极反应，便于分析放电过程，有利于最大限度地将化学能转化为电能。,【点拨提升】 1.原电池原理,原电池原理是将氧化反应和还原反应分开进行，还原剂在负极上失去电子发生氧化反应，电子通过导线流向正极，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。,2.原电池电极及电极反应特点,(1)负极为电子流出极，相对活泼，通常是活动性较强的金属或某些还原剂，电极被氧化，发生氧化反应。 (2)正极为电子流入极，相对不活泼，通常是活动性较差的金属或非金属导体，一般是电解
7、质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被还原，发生还原反应。,3.原电池的设计,从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。 (1)电解质溶液：一般能与负极反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应。 (2)电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属导体作正极。,【典题例证1】 关于下图所示的原电池，下列说法正确的是( ),A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极 B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移 C.锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应是2H2e=H2 D.取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应
8、前后质量不变,解析 锌片作负极，铜片作正极，电子从负极流向正极，A选项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B选项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu22e=Cu，C选项错误；取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D选项错误。 答案 A,【学以致用1】 如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( ),A.外电路的电流方向为X外电路Y B.若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe C.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D.若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为XY,解析 由图
9、示电子流向知，X为负极，Y为正极，则电流方向为Y外电路X，故A错；若两电极分别为Fe和碳棒，则X为Fe，Y为碳棒，B错；负极上失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，C错；若两电极均为金属，活泼金属作负极，则活动性：XY。 答案 D,探究二、原电池的电极判断及电极反应式的书写,【探究讨论】 3.在原电池中，负极的金属性一定比正极的金属性强吗？试举例说明。,【点拨提升】 1.原电池中电极的判断角度如下所示：,判断一个原电池中的正、负极，最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极，得电子(发生还原反应)的一极是正极。如果给出一个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断
10、，化合价升高发生氧化反应的一极为负极，化合价降低发生还原反应的一极为正极。,2.一般电极反应式的书写方法,(1)定电极，标得失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。 (2)看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液中应能稳定存在，如碱性介质中生成的H应让其结合OH生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。 (3)两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。,3.已知总反应式，书写电极反应式,(1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与反应产物。 (2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。 (3)根据质量守
11、恒配平电极反应式。 (4)复杂电极反应式总反应式简单的电极反应式。,【典题例证2】 依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=2Ag(s)Cu2(aq)设计的原电池如下图所示。,请回答下列问题： (1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_。 (2)银电极为电池的_极，发生的电极反应式为_；X电极上发生的电极反应式为_。 (3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。,解析 该原电池的电池总反应式为2Ag(aq)Cu(s)=2Ag(s)Cu2(aq)，由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。电子从原电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。 答案 (1)Cu AgNO3溶液 (2)正 2Ag2e=2Ag(或Age=Ag) Cu2e=Cu2 (3)Cu(负) Ag(正),【学以致用2】 如图所示，X为单质硅，Y为金属铁，a为NaOH溶液，组装成一个原电池，下列说法正确的是( ),答案 C,
