《高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能-电池(第1课时)课件 鲁科版选修4》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能-电池(第1课时)课件 鲁科版选修4(46页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第1课时 原电池的工作原理,第1章 第3节,学习目标定位 1.以铜锌原电池为例,熟悉原电池的工作原理。 2.会正确判断原电池的正极和负极。 3.学会原电池电极反应式的书写方法。,一 原电池的工作原理,达标检测 提升技能,二 原电池的电极判断及电极反应式的书写,内容索引,一 原电池的工作原理,新知导学,1.按右图所示装置,完成实验并回答下列问题: (1)有关的实验现象是锌片_,铜片_,CuSO4溶液颜色_。检流计的指针_,该装置中的能量变化是_能转化为_能。,溶解,加厚变亮,变浅,发生偏转,化学,电,(2)电子流动方向和电流方向 外电路:电子由_电极经过导线流向_电极,电流由_电极流向_电极。
2、内电路:电流由_电极流向_电极。,锌,铜,铜,锌,锌,铜,(4)用温度计测量溶液的温度,其变化是_,原因是_ _。,(3)电极反应:负极反应式是_;正极反应式是_ _;总反应式是_。,Zn2e=Zn2,Cu22e,=Cu,ZnCu2=Zn2Cu,还有部分,溶液的温度略有升高,Cu2直接在锌电极上得电子被还原,部,分化学能转化成热能,相关视频,2.按下图所示装置,完成实验,并回答下列问题: (1)实验过程中,你能观察到的实验现象是_;_。,锌片溶解,铜片加厚变亮,检流计指针发生偏转;CuSO4溶液的颜色变浅,(2)用温度计测量溶液的温度,其结果是_,由此可说明_。,溶液的温度不升高(或无变化),
3、CuSO4溶液中的Cu2不能移向锌片得电子被还原,(3)离子移动方向 硫酸锌溶液中:_向盐桥方向移动; 硫酸铜溶液中:_向铜极方向移动; 盐桥中:K移向_极区(CuSO4溶液),Cl移向_极区(ZnSO4溶液)。,Zn2,Cu2,正,负,不偏转。如果要使检流计指针发生偏转,则该装置中必须形成闭合回路,若取出盐桥,很显然该装置未构成闭合回路,检流计指针不会发生偏转。,(4)若取出装置中的盐桥,检流计的指针是否还会发生偏转?为什么?,答案,相关视频,3.实验结论:与问题1中的原电池装置相比较,问题2中双液原电池具有的特点是 (1)具有盐桥。取下盐桥,无法形成_,反应不能进行。 (2)两个半电池完全
4、隔开,Cu2无法移向锌片,防止_ 与_反应,有利于最大程度地将_转化为_。,闭合回路,Cu2,化学能,电能,负极Zn,1.原电池的工作原理,氧化反应,阴,电流,还原反应,阳,2. 原 电 池 正 负 极 的 判 断,弱,入,强,阳,出,入,出,阴,还原,氧化,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_反应,或者溶解在溶液中的物质(如O2)与_反应。 (2)电极材料:一般较活泼的金属作为_,较不活泼的金属或非金属导体作为_。,负极,正极,负极,负极,1.关于下图所示的原电池,下列说法正确的是,活
5、学活用,答案,解析,A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极 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,检流计仍会偏转,铜电极在反应前后质量不变,锌片为负极,铜片为正极,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Cu2 2e=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。,2.根据氧化还原反应:2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s),画出原电池示意图并在图中加入检流计,注明电极材
6、料名称和电解质溶液,其中盐桥为饱和KNO3琼脂溶液。,请回答下列问题: (1)银电极为电池的_极,写出两电极的电极反应式: Ag电极: _;Cu电极: _。,答案,解析,Cu2e=Cu2,正,2Ag2e=2Ag,由反应方程式可知,该电池的电极反应式为正极:2Ag2e=2Ag,负极:Cu2e=Cu2。所以负极应为Cu,正极为Ag,电解质溶液应为CuSO4溶液和AgNO3溶液,外电路中的电子从Cu极流向Ag极。盐桥中的K移向正极(Ag极), 移向负极(Cu极)。,(2)外电路中的电子是从_电极流向_电极。 (3)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是_(填字母)。 A.K B.,Ag,B,Cu,C.
7、Ag,答案,答案,二 原电池的电极判断及电极 反应式的书写,1.原电池电极(正极、负极)的判断依据有多种。试填写下表:,新知导学,活泼金属,不活泼金属或非金属导体,电子流入,电子流出,氧化反应,还原反应,电极增重或产生气体,电极减轻,2.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_。,Fe2e=Fe2,2H2e=H2,FeH2SO4=FeSO4H2,负极失去电子,发生氧化反应; 正极得到电子,发生还原反应。根据活泼性,铁为负极。,答案,解析,3.有一纽扣电池,其电极分别为Zn和Ag2O,以KOH溶液为电解质溶液,电池的总反应为ZnAg2OH
8、2O=2AgZn(OH)2。 (1)Zn发生_反应,是_极,电极反应式是_。 (2)Ag2O发生_反应,是_极,电极反应式是_ _ 。,Zn2e=Zn2,Ag2O2eH2O=,2Ag2OH,氧化,负,还原,正,1.一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的环境中,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。,2.已知电池总反应
9、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)根据质量守恒配平电极反应式。,3.利用反应Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2设计成如下图所示原电池,回答下列问题: (1)写出电极反应式: 正极_;负极_。,活学活用,答案,2Fe32e=2Fe2,Cu2e=Cu2,解析,该原电池中Cu为负极,电极反应式为Cu2e=Cu2; C为正极,电极反应式为2Fe32e=2Fe2。X应为FeCl3溶液,Y应为CuCl2溶液。原电池工作时,盐桥中的阳离子向正极(C)移动。,(2)图中X溶液是_,Y溶液是_。 (3)原电
10、池工作时,盐桥中的_(填“阳”或“阴”)离子向X溶液方向移动。,答案,FeCl3,阳,CuCl2,答案,4.某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作为电极,但甲同学将电极放入6 molL1的稀H2SO4中,乙同学将电极放入6 molL1的NaOH溶液中,如图所示。,(1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式: 负极_,正极_。,Mg2e=Mg2,答案,解析,2H2e=H2,甲池中电池总反应方程式为MgH2SO4=MgSO4H2,Mg为负极,电极反应式为Mg2e=Mg2; Al为正极,电极反应式为2H2e=H2。,(2)写出乙池中发生的有关电极反应的
11、反应式: 负极_,正极_。 总反应离子方程式为_。,2Al8OH6e=2Al(OH)4,答案,解析,6H2O6e=6OH3H2,2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2,乙池中电池总反应方程式为2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2,负极上为Al被氧化生成Al3后与OH反应生成Al(OH)4,电极反应式为2Al8OH6e=2Al(OH)4; 正极产物为H2,电极反应式为6H2O6e=6OH3H2。,达标检测 提升技能,1.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 在外电路中,电流由
12、铜电极流向银电极 正极反应为Age=Ag 实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作 将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A. B. C. D.,答案,解析,1,2,3,4,5,铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线、盐桥构成一个原电池,Cu为负极,Ag为正极,两极电极反应分别为负极:Cu2e=Cu2,正极:2Ag2e=2Ag,盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用,电子的流向是由负极流向正极,电流的方向与电子的流向相反,因此C正确。,1,2,3,4,5,2.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
13、出 B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2 2e=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,答案,解析,1,2,3,4,5,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,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。,1,2,3,4,5,3.某电池的总反应为Fe2Fe3=3Fe2,能实现该反应的原电池是,答案,解析,1,2,3,4,5,能实现反应Fe2Fe3=3Fe2的原电池应符合以下条件:负极为Fe,正极材料的活泼性比Fe差; 电解质溶液应为含Fe3的溶液,