人教版高中化学选修四ppt课件第四章电化学基础

高中化学课件灿若寒星整理制作灿若寒星整理制作普通干电池普通干电池手机电池手机电池钮扣电池钮扣电池笔记本电脑笔记本电脑 专用电池专用电池 摄像机摄像机专用电池专用电池 “神七神七”用用太阳能电池太阳能电池第一节第一节 原电池原电池第二节第二节 化学电源化学电源第三节第三节 电解池电解池第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护1、将一、将一Zn片片,Cu片平行插入稀片平行插入稀H2SO4 溶液中，有什么现象？为什么？溶液中，有什么现象？为什么？锌片溶解同时有气泡产生；铜片无现象锌片溶解同时有气泡产生；铜片无现象在铜表面有气体生成，在铜表面有气体生成，ZnZn逐渐溶解，溶逐渐溶解，溶液不变蓝液不变蓝。2、若将、若将Zn片片,Cu片用一导线连接再浸在片用一导线连接再浸在稀稀H2SO4溶液中有什么现象？为什么？溶液中有什么现象？为什么？复习回忆复习回忆3、在导线间接一电流计有、在导线间接一电流计有何现象产生？为什么？何现象产生？为什么？电流计发生偏转电流计发生偏转,且偏向铜极且偏向铜极,产生了电流。产生了电流。化学能转化为电能的装置化学能转化为电能的装置4、叫做原电池、叫做原电池5、在以上的装置中锌片为极，发生反应，铜片为在以上的装置中锌片为极，发生反应，铜片为极，铜片上发生反应极，铜片上发生反应负负正正氧化氧化还原还原6、形成原电池的的条件有那些？形成原电池的的条件有那些？两个电极、两个电极、电解质溶液或熔融态电解质电解质溶液或熔融态电解质形成闭合回路、形成闭合回路、自发发生氧化还原反应自发发生氧化还原反应电化学：研究化学能与电能相互转化的装置、电化学：研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学，叫做电化学过程和效率的科学，叫做电化学.实验探究实验探究请根据反应：请根据反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计一个原电池，并进行实验。设计一个原电池，并进行实验。CuSO4溶液溶液讨论如何用实验证明原电池的正讨论如何用实验证明原电池的正负极？负极？请写出图片中原电池的电请写出图片中原电池的电极反应式和电池反应方程式。极反应式和电池反应方程式。负极：负极：(锌片锌片)Zn-2e-=Zn2+氧化反应氧化反应正极：正极：(铜片铜片)Cu2+2e-=Cu还原反应还原反应反应方程式：反应方程式：Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu电流表指针发生电流表指针发生偏转，但不稳定。偏转，但不稳定。两个电极上都有两个电极上都有红色物质生成。红色物质生成。实验现象:CuSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液思考：如何才能得到持续稳定的电流？思考：如何才能得到持续稳定的电流？分析：分析：由于锌片与硫酸铜溶液直接接由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，溶液中有触，溶液中有Cu2+在锌片表面在锌片表面被直接还原被直接还原,一旦有少量铜析一旦有少量铜析出，在负极出，在负极(锌锌)表面也构成了表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。也就没有电流产生。在原有实验基础上进行改进，设计成一个在原有实验基础上进行改进，设计成一个能产生持续稳定电流的原电池。能产生持续稳定电流的原电池。实验探究实验探究(X)(X)锌半电池锌半电池铜半电池铜半电池实验现象实验现象有盐桥存在时电流有盐桥存在时电流计指针发生偏转，计指针发生偏转，即有电流通过电路。即有电流通过电路。取出盐桥，电流计取出盐桥，电流计指针回到零点，说指针回到零点，说明没有电流通过。明没有电流通过。思考思考:改进后的装置为什么能够持续、稳改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？由盐桥连接的由盐桥连接的两溶液保持两溶液保持电电中性中性，两个烧，两个烧杯中的溶液连杯中的溶液连成一个通路。成一个通路。导线的作用是导线的作用是传递电子，沟传递电子，沟通外电路。而通外电路。而盐桥的作用则盐桥的作用则是沟通内电路是沟通内电路。(2)(2)盐桥的作用是什么？盐桥的作用是什么？可可提供定向移动的阴阳离子，提供定向移动的阴阳离子，使由它连接的两溶液保持电使由它连接的两溶液保持电中性中性，盐桥保障了电子通过，盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。是沟通内电路。(1)盐桥中装有饱和的盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出 盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）形成闭合回路。）形成闭合回路。（2）平衡电荷。）平衡电荷。(3)双液原电池双液原电池的的优点：优点：能产生持续、稳能产生持续、稳定的电流定的电流。氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应Cu2+2e-=Cu阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 原原 电电 池池 原原 理理外电路外电路内电路内电路原电池的组成原电池的组成两个两个半电池半电池 锌锌半半电电池池铜铜半半电电池池盐桥盐桥利用同样的原理，可以把其它氧化还原反应设计成各种利用同样的原理，可以把其它氧化还原反应设计成各种原电池。原电池。练习练习1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称请说明理由；若是，请指出正负极名称.2 2、CuCu、FeFe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：池中：CuCu作作_极极,Fe,Fe作作_极极电极反应式是：负极电极反应式是：负极_正极正极_总反应式是总反应式是_如将稀硫酸改为浓硝酸则：如将稀硫酸改为浓硝酸则：CuCu作作_极极,Fe,Fe作作_极极电极反应式是：负极电极反应式是：负极_正极正极_总反应式是总反应式是_Cu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O正正负负Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2负负正正Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+2NO2NO3 3-+4H+4H+2e+2e-=2NO=2NO2 2+2H+2H2 2O O3.实验室氢气选用纯锌粒好还是选用粗锌好？为什么？实验室氢气选用纯锌粒好还是选用粗锌好？为什么？选用粗锌好，形成原电池可加快反应。一般先把锌用硫酸选用粗锌好，形成原电池可加快反应。一般先把锌用硫酸铜溶液浸泡一下。铜溶液浸泡一下。利用反应利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥）一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。，画出原电池的示意图，并写出电极反应。负极负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应）正极正极(Pt或或C)：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）（还原反应）强调：原电池的强调：原电池的设计设计FeCl3PtPtFeCl3ZnZnCl2例、例、判断右边原电池的正负判断右边原电池的正负极，极，并写出电极反应式并写出电极反应式强调：电极的判断及电极反应式的书写强调：电极的判断及电极反应式的书写负极：负极：Cu-2e-=Cu 2+正极：正极：2Fe3+2e-=2Fe2+AFeClFeCl3 3溶液溶液-+Cu CMg AlA+稀硫酸溶液稀硫酸溶液NaOHNaOH溶液溶液-（稀硫酸）负极（稀硫酸）负极:Mg-2e-=Mg2+正极：正极：2H+2e-=H2(NaOH溶液溶液)负极：负极：2Al+8OH-6e-=2AlO2-+4H2O2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2正极：正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-方法一：根据电极材料的性质确定。方法一：根据电极材料的性质确定。1.对于金属对于金属金属电极，金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；活泼金属是负极，不活泼金属是正极；2.对于金属对于金属非金属电极，非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；金属是负极，非金属是正极，如干电池等；3.对于金属对于金属化合物电极，化合物电极，金属是负极，化合物是正极。金属是负极，化合物是正极。方法二：根据电极反应的本身确定。方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极；负极；得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极。正极。强调：电极的判断及电极反应式的书写强调：电极的判断及电极反应式的书写作业：作业：课本课本P72 3、6课外作业课外作业1、预习课本下一小节的内容、预习课本下一小节的内容2、课外查阅常见的电源。、课外查阅常见的电源。一、一次电池一、一次电池二、二次电池二、二次电池三、燃料电池三、燃料电池形形色色的电池形形色色的电池A A CuZn稀稀H H2 2SOSO4 4KOH溶液溶液 CH4 O2 2 H2Oa极极 b极极用途广泛的电池用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用途广泛的电池用途广泛的电池用于用于“神六神六”的太阳能电的太阳能电池池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄摄像像机机专专用用电电池池各各式式各各样样的的纽纽扣扣电电池池1、化学电池、化学电池l化学电池是将化学能转变为电能的装置。化学电池是将化学能转变为电能的装置。l它主要包括一次电池、二次电池、燃料电池。它主要包括一次电池、二次电池、燃料电池。一次电池一次电池（干电池）：活性物质消耗到一定程度，（干电池）：活性物质消耗到一定程度，就不能使用；就不能使用；二次电池二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后可以再（充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电使活性物质获得再生；充电使活性物质获得再生；燃料电池燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。接转换成电能的化学电池。2、化学电池的分类、化学电池的分类化学电池化学电池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池铅蓄电池铅蓄电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池锂离子电池锂离子电池银锌蓄电池银锌蓄电池普通普通锌锰锌锰干电池干电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池3、化学电源的组成、化学电源的组成正极：常选用金属氧化物正极：常选用金属氧化物负极：常选用较活泼金属负极：常选用较活泼金属与活性物质一起构成电极的添加剂一般有：导电剂、与活性物质一起构成电极的添加剂一般有：导电剂、粘结剂、缓蚀剂等。粘结剂、缓蚀剂等。电解液：高导电率，化学稳定性好、不易挥发、易于电解液：高导电率，化学稳定性好、不易挥发、易于 长期贮存长期贮存隔膜：较高离子传输能力，较低电子导电能力，好的隔膜：较高离子传输能力，较低电子导电能力，好的化学稳定性和一定的机械强度。化学稳定性和一定的机械强度。4、衡量电池优劣的指标、衡量电池优劣的指标比能量：比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少，符号的多少，符号(Wh)/kg,(Wh)/L比功率：比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小，符号的大小，符号W/kg,W/L储存时间：储存时间：电池的储存时间的长短电池的储存时间的长短除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，更适合使用者多、功率大、