《2013苏教版选修六5.1《原电池》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013苏教版选修六5.1《原电池》ppt课件（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题课题1原原电电池池学学习习目目标标1.通通过过原原电电池池实实验验，加加深深对对原原电电池池工工作作原原理理的的认认识识。2.通通过过制制作作氢氢氧氧燃燃料料电电池池，了了解解燃燃料料电电池池的的工工作作原理。原理。3.能能用用实实验验的的方方法法证证明明钢钢铁铁的的析析氢氢腐腐蚀蚀和和吸吸氧氧腐腐蚀蚀的的发发生，并能用化学知生，并能用化学知识识加以解加以解释释。 课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案探究整合应用探究整合应用课课题题1课前自主学案课前自主学案自主学自主学习习1原原电电池池铜铜锌锌原原电电池池(如如图图所所示示)也也称称为为丹丹尼尼尔尔电电
2、池池。这这种种电电池池用用金金属属锌锌和和铜铜作作电电极极，锌锌电电极极放放入入_溶溶液液中中，铜铜电电极极放放入入_ 溶溶液液中中，两两个个电电解解质质溶溶液液之之间间用用盐盐桥桥连连接接起起来来，两两个个电电极用极用导线连导线连接起来接起来,并串并串联联ZnSO4CuSO4一一个个电电流流计计以以便便观观察察电电流流的的产产生生和和方方向向。在在该该原原电电池池中中，电电流流从从铜铜电电极极流流向向锌锌电电极极(即即电电子子由由锌锌电电极极流流向向铜铜电电极极)。电电子子流流出出的的电电极极叫叫_极极，电电子子流入的流入的电电极叫极叫_极。极。电电极反极反应为应为：负负极：极：_正极：正极
3、： _电电池反池反应应： _因因此此，会会出出现现锌锌片片质质量量_，铜铜片片上上有有红红色色物物质质析析出出，质质量量增增加加，通通过过电电流流计计指指针针变变化化的的现现象象，判断有判断有_产产生。生。负负正正Zn2e=Zn2Cu22e=CuZnCu2=Zn2Cu减小减小电电流流2燃料燃料电电池池燃燃料料电电池池是是将将燃燃料料与与氧氧化化剂剂发发生生氧氧化化还还原原反反应应时时的的_能能转转化化为为_能能的的装装置置。燃燃料料电电池池广广泛泛用于航天事用于航天事业业。氢氢氧燃料氧燃料电电池的池的电电极反极反应应如下：如下：负负极：极：_正极：正极：_电电池反池反应应：_化学化学电电2H2
4、4e=4HO22H2O4e=4OH2H2O2=2H2O3电电化学腐化学腐蚀蚀金金属属的的电电化化学学腐腐蚀蚀是是由由于于发发生生_反反应应而而引引起起的的。例例如如，在在潮潮湿湿的的空空气气中中，金金属属表表面面吸吸附附了了一一层层水水膜膜，这这层层水水膜膜中中又又溶溶解解有有少少量量_等等气气体体，结结果果在在金金属属表表面面形形成成了了一一薄薄层层电电解解质质溶溶液液。钢钢铁铁是是铁铁和和碳碳的的合合金金，它它可可以以与与表表面面的的一一层层电电解解质质溶溶液液形形成成很很多多微微小小的的原原电电池池。在此原在此原电电池中，池中，铁铁作作为为_极，碳作极，碳作为为_极。极。若若钢钢铁铁表表
5、面面形形成成的的溶溶液液呈呈酸酸性性，则则H在在正正极极获获得得电电子子变变为为H2，负负极极的的Fe失失去去电电子子成成为为Fe2进进入入水水膜，膜，发发生生_腐腐蚀蚀。其。其电电极反极反应为应为：原原电电池池CO2、SO2、O2负负正正析析氢氢负负极：极：_正极：正极：_电电池反池反应应：_若若钢钢铁铁表表面面形形成成一一层层中中性性或或偏偏碱碱性性的的电电解解质质溶溶液液,则则溶溶解解在在水水中中的的氧氧气气将将在在正正极极获获得得电电子子，发发生生_腐腐蚀蚀。其。其电电极反极反应为应为：Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2H=Fe2H2吸氧吸氧负负极：极：_正极：正极： _电电池反池反
6、应应： _Fe(OH)2可可进进一一步步氧氧化化成成Fe(OH)3，反反应应的的化化学学方方程式：程式： _Fe(OH)3又又可可失失水水变变成成铁铁锈锈(通通常常以以Fe2O3nH2O表表示示)。2Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH2FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3思考感悟思考感悟(1)钢钢铁铁在在空空气气中中很很容容易易被被腐腐蚀蚀，而而纯纯铁铁却却有有较较强强的的抗抗蚀蚀性，性，为为什么？什么？(2)怎怎样样利用利用电电化学原理来防止金属的腐化学原理来防止金属的腐蚀蚀？【提提示示】(1)金金属属的的腐腐蚀蚀是是以以电电化化学学腐腐蚀
7、蚀为为主主的的。钢钢铁铁都都是是铁铁的的合合金金，其其中中含含有有一一定定量量的的碳碳，在在潮潮湿湿的的空空气气中中，形形成成许许多多微微小小的的原原电电池池，加加快快了了铁铁的的腐腐蚀蚀，而而纯纯铁铁在在空空气气中中不不发发生生原原电电池池反反应应，仅仅有有化化学学腐腐蚀蚀，非常，非常缓缓慢，故慢，故纯铁纯铁有有较较强强的抗的抗蚀蚀性。性。(2)可可在在被被保保护护的的金金属属上上连连接接一一更更活活泼泼的的金金属属,如如在在轮轮船船壳壳体体上上连连接接锌锌板板。也也可可用用外外接接电电源源,将将直直流流电电源的源的负负极接在被保极接在被保护护的金属上的金属上,防止金属被氧化。防止金属被氧化
8、。二、二、实验实验步步骤骤1原原电电池池实验实验(1)在在一一块块锌锌片片(10 cm3 cm)和和一一块块铜铜片片(10 cm3 cm)之之间间放放一一块块海海绵绵，用用棉棉线线或或橡橡皮皮筋筋固固定定好好。用用导导线线把把小小灯灯泡泡(2.5 V0.3 A)和和锌锌片片、铜铜片片连连接接起起来来，插插入入盛盛有有稀稀硫硫酸酸的的烧烧杯杯中中(如如图图所所示示)，观观察察到到的的 现现 象象 为为 _。铜铜片上有气体放出，片上有气体放出，灯泡出灯泡出现现短短时间发时间发光光(2)一一段段时时间间后后，向向烧烧杯杯中中加加入入12 g重重铬铬酸酸钾钾晶晶体体(或或高高锰锰酸酸钾钾晶晶体体，或或
9、510 mL 6% H2O2溶溶液液),振振荡荡，观观察察到到的的现现象象为为_。(3)改改用用ZnC、AlCu为为电电极极材材料料，分分别别与与稀稀硫硫酸酸组组合合成成原原电电池池，按按照照上上述述实实验验装装置置和和操操作作方方法法进进行行实验实验，会，会观观察到察到类类似的似的实验现实验现象。象。2制作制作氢氢氧燃料氧燃料电电池池(1)把把两两根根碳碳棒棒放放在在酒酒精精喷喷灯灯(或或煤煤气气灯灯)火火焰焰上上灼灼烧烧23 min后后，立立即即投投入入到到冷冷水水中中，反反复复操操作作35次，目的是次，目的是_。灯泡又开始灯泡又开始发发光，亮度光，亮度增大且持增大且持续时间较长续时间较长
10、使碳棒表面使碳棒表面变变得粗糙多孔得粗糙多孔(2)将将经经过过灼灼烧烧的的两两根根碳碳棒棒插插入入2 molL1 KNO3溶溶液液中中，并并与与6 V直直流流电电源源连连接接(如如图图中中所所示示)，电电解解约约20 s，使使两两电电极极的的碳碳棒棒上上吸吸附附较较多的气泡。多的气泡。(3)切切断断电电池池，在在两两电电极极之之间间接接上上音音乐乐集集成成电电路路(原原来来连连接接直直流流电电源源正正极极的的碳碳棒棒应应该该与与音音乐乐集集成成电电路路的的正正极极相相连连接接，如如图图中中所所示示)，观观察察到到的的现现象象为为_，说说明明装装置置中中产产生生电电流。流。音音乐乐集成集成电电路
11、路产产生生动动听的音听的音乐乐3金属的金属的电电化学腐化学腐蚀蚀(1)析析氢氢腐腐蚀蚀取取两两根根35 cm长长的的铁铁钉钉，用用稀稀盐盐酸酸除除去去铁铁锈锈。在在其其中中一一根根铁铁钉钉上上疏疏散散地地绕绕几几圈圈光光亮亮的的细细铜铜丝丝，使使铜丝铜丝与与铁钉紧铁钉紧密接触。密接触。把把上上述述两两根根铁铁钉钉分分别别放放入入两两支支试试管管中中，各各加加入入3 mL 0.1 molL1盐盐酸酸和和2滴滴K3Fe(CN)6(铁铁氰氰化化钾钾)溶溶液液，观观察察到到_上上产产生生的的气气泡泡多多,_周周围围先先出出现现蓝蓝色色沉沉淀淀(Fe2能能与与Fe(CN)63反反应应生成生成蓝蓝色沉淀色
12、沉淀)。绕绕有有铜丝铜丝的的铁钉铁钉绕绕有有铜丝铜丝的的铁钉铁钉(2)吸氧腐吸氧腐蚀蚀取取一一片片铁铁片片，用用砂砂纸纸擦擦去去铁铁锈锈，在在铁铁片片上上滴滴1滴滴含含酚酚酞酞的的食食盐盐水水(如如图图所所示示)，静静置置12 min，观观察到的察到的现现象象为为_。溶液溶液变红变红色色自主体自主体验验1铜铜片片和和锌锌片片用用导导线线连连接接后后插插入入稀稀H2SO4中中，锌锌片是片是()A阴极阴极B正极正极C阳极阳极 D负负极极解解析析：选选D。原原电电池池的的两两极极分分别别命命名名为为正正、负负极极。铜铜片片和和锌锌片片用用导导线线连连接接后后插插入入稀稀H2SO4中中形形成成了了原原
13、电电池，其中池，其中锌锌失去失去电电子作原子作原电电池的池的负负极。极。2茫茫茫茫黑黑夜夜中中，航航标标灯灯为为航航海海员员指指明明了了方方向向。航航标标灯灯的的电电源源必必须须长长效效、稳稳定定。我我国国科科技技工工作作者者研研制制出出以以铝铝合合金金、PtFe合合金金网网为为电电极极材材料料的的海海水水电电池。在池。在这这种种电电池中池中()铝铝合合金金是是阳阳极极铝铝合合金金是是负负极极海海水水是是电电解液解液铝铝合金合金电电极极发发生生还还原反原反应应A BC D解解析析：选选A。较较活活泼泼的的铝铝合合金金为为负负极极(对对)，PtFe合合金金网网为为正正极极，海海水水是是电电解解液
14、液(对对)，负负极极上上发发生氧化反生氧化反应应(错错)。解解析析：选选B。二二次次电电池池，即即可可充充电电电电池池，所所以以A项项对对。在在铜铜锌锌原原电电池池中中，活活泼泼金金属属Zn是是负负极极，负负极极失失电电子子发发生生氧氧化化反反应应，因因此此电电子子的的流流向向是是由由负负极极(锌电锌电极极)流向正极流向正极(铜电铜电极极)，B项错项错。课堂互动讲练课堂互动讲练两种原两种原电电池的工作原理池的工作原理下下列列是是我我们们常常见见的的两两种种原原电电池池装装置置，将将它它们们进进行比行比较较：1实验现实验现象象电电流流产产生情况生情况电电极表面极表面变变化情况化情况温度温度变变化
15、情况化情况能量能量变变化化情况情况左上左上图图装装置置有有电电流流产产生生锌锌片片质质量减小，量减小，同同时锌时锌片上有片上有红红色物色物质质析出，析出，铜铜片片质质量增加量增加溶液温溶液温度升高度升高化学能化学能转转化化为电为电能、能、热热能能右上右上图图装装置置有有电电流流产产生生锌锌片片质质量减小，量减小，铜铜片上有片上有红红色物色物质质析出，析出，铜铜片片质质量增加量增加溶液温溶液温度不度不变变化学能化学能转转化化为电为电能能2.实验实验分析分析(1)对对于左上于左上图图装置，装置，Zn片：片：Zn2e=Zn2Cu片：片：Cu22e=Cu同同时时在在Zn片片上上，Zn可可直直接接与与C
16、uSO4溶溶液液反反应应，生生成成Cu与与ZnSO4，因因此此该该装装置置中中既既有有化化学学能能转转化化为为电电能，同能，同时时也有化学能也有化学能转转化化为热为热能。能。(2)对对于于右右上上图图所所示示原原电电池池：使使用用盐盐桥桥，避避免免了了Zn与与CuSO4溶液的直接反溶液的直接反应应,电电极名称及极名称及电电极反极反应应：锌锌片：片：负负极极Zn2e=Zn2(氧化反氧化反应应)铜铜片：正极片：正极Cu22e=Cu(还还原反原反应应)总总化学方程式：化学方程式：ZnCuSO4=CuZnSO4当当有有盐盐桥桥存存在在时时，在在ZnSO4溶溶液液中中，Zn片片逐逐渐渐溶溶解解，即即Zn被被氧氧化化，锌锌原原子子失失去去电电子子，形形成成Zn2进进入入溶溶液液，从从锌锌片片上上释释放放出出的的电电子子，经经过过导导线线流流向向铜铜片片，CuSO4溶溶液液中中的的Cu2从从铜铜片片上上得得到到电电子子，还还原原成成为为金金属属铜铜并并沉沉积积在在铜铜片片上上，随随着着反反应应的的进进行行，左左边边烧烧杯杯中中溶溶液液c(Zn2)增增大大，右右边边烧烧杯杯中中c(Cu2)减减小小，此
