《高中化学 1.1.2 原电池课件2 苏教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 1.1.2 原电池课件2 苏教版选修4（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节第一节 原电池的工作原理原电池的工作原理专题专题1 1 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第二单元第二单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化设疑设疑请根据你的经验猜想请根据你的经验猜想Zn与与CuSO4溶溶液的反应是吸热反应还是放热反应？如何液的反应是吸热反应还是放热反应？如何证明。证明。教材教材教材教材P13P13活动与探究：实验活动与探究：实验活动与探究：实验活动与探究：实验1 1现象现象现象现象: : : :温度迅速上升，有红色物质析出温度迅速上升，有红色物质析出.结论结论结论结论: : : :化学能化学能 热能热能Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu 思考思考该反应放出的能
2、量除了可以转化该反应放出的能量除了可以转化为热能之外，还可以转化为什么能量？为热能之外，还可以转化为什么能量？ZnZn电极电极Zn2eZn2+氧化反应氧化反应CuCu电极电极2H+2eH2还原反应还原反应总反应式：总反应式：Zn2H+Zn2+H2氧化还原反应氧化还原反应（负极）（负极）（正极）（正极）铜片铜片锌片锌片一、原电池一、原电池1、原电池：、原电池：2、原电池工作原理：、原电池工作原理：氧化氧化还原反应还原反应把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。不偏转不偏转不偏转不偏转不偏转不偏转偏转偏转ZnAZn稀硫酸稀硫酸ACuZn 稀硫酸稀硫酸 ACZn稀硫酸稀硫酸3、形成原电池
3、的条件、形成原电池的条件体系有自发进行的氧化还原反应。体系有自发进行的氧化还原反应。有活动性不同的两极。有活动性不同的两极。一极发生失电子一极发生失电子-氧化反应氧化反应-负极负极一极发生得电子一极发生得电子-还原反应还原反应-正极正极必须能形成闭合回路。必须能形成闭合回路。CuZn练习：结合原电池的构成条件，判断下列装置能否构成原电池。练习：结合原电池的构成条件，判断下列装置能否构成原电池。 CuSO4 ZnSO4（1）电路：）电路：外电路外电路内电路内电路电子电子流向：由流向：由失失电子的一极向电子的一极向得得电子的一极电子的一极 电流电流方向：与方向：与电子电子流向流向相反相反阴离子阴离
4、子流向与流向与电子电子流向流向一致一致阳离子阳离子流向与流向与电流电流一致一致4、原电池中的基本关系：、原电池中的基本关系：（2）电极）电极负极负极：电子电子流出流出的一极的一极正极正极：电子电子流入流入的一极的一极（3）电极反应式）电极反应式负极负极: 失失电子电子、发生发生氧化氧化反应反应正极正极:得得电子电子、发生发生还原还原反应反应总反应式总反应式: 两极两极叠加叠加、氧化还原氧化还原反应反应4、原电池中的基本关系：、原电池中的基本关系：Cu2+ + 2e- = Cu 还原还原反应反应电池总反应：电池总反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+ZnCu CuSO4巩固练习巩固练习电极
5、反应式电极反应式 ：负极（负极（ 电极）：电极）： 正极正极（ 电极）：电极）：锌锌铜铜Zn - 2e- = Zn2+ 氧化氧化反应反应现象现象: :电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转锌片变薄、铜片变厚锌片变薄、铜片变厚锌片变薄、铜片变厚锌片变薄、铜片变厚结论结论结论结论: : : :化学能化学能化学能化学能 电能电能电能电能负极（负极（负极（负极（ZnZn电极）：电极）：电极）：电极）：Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+正极（正极（正极（正极（CuCu电极）：电极）：电极）：电极）：CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu教材教材教材教材
6、P13P13活动与探究（实验活动与探究（实验活动与探究（实验活动与探究（实验2 2）电池总反应：电池总反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+1、盐桥的作用是什么？、盐桥的作用是什么？使整个装置构成通路；平衡电荷（使整个装置构成通路；平衡电荷（保证其连接保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈电中性）的两个半电池中的电解质溶液呈电中性）2、此电池的优点？、此电池的优点？能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。效率。负极：负极：Fe 2e- =Fe2+ 正极：正极：Cu2+ +2e- =Cu CuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO4教材教材教材教
7、材P14P14活动与探究活动与探究活动与探究活动与探究电池反应：电池反应：Fe+ Cu2+ = Fe2+ + Cu 练习：练习：用用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。一个原电池，画出示意图，写出电极反应。正极：正极：2Fe32e- =2Fe2+ 负极：负极：Cu-2e- =Cu2+CuCCuSO4FeCl3CCu FeCl3与原电池相关的概念与原电池相关的概念1.1.电路：电路：外电路外电路内电路内电路电子流向电子流向 电流方向：电流方向：阴离子流动方向阴离子流动方向阳离子流动方向阳离子流动方向2.2.电极：电极：正极：电子流入的一极正极：电子流入
8、的一极负极：电子流出的一极负极：电子流出的一极3.3.电极反应式：电极反应式：正极：正极： 2H2H+ + 2e+ 2e- - H H2 2负极：负极： ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+4.4.总反应式：总反应式：Zn+ 2HZn+ 2H+ + ZnZn2+2+ + H + H2 2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总反应：总反应：负极负极正极正极 Cu2+2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+Cu(离子
9、方程式）离子方程式）电电极极反反应应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子原原 电电 池池 原原 理理外电路外电路内电路内电路 负极：负极： Fe 2e- = Fe2+正极：正极： 2H+ + 2e- = H2总：总：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 稀稀 硫硫 酸酸FeCu稀 硫 酸FeCuFeCl3溶液溶液负极：负极： Fe 2e- = Fe2+正极：正极： 2Fe3+ 2e- =2Fe2+ 总：总： 2Fe3+Fe=3Fe2+ 练习练习1 1：书写如下电池反应的电极方程式：书写如下电池反应的电极方程式负极：负极：2 Al+ 8OH6e
10、- =2Al O2 +4H2O 正极：正极：6H6H6H6H2 2 2 2O O O O 6e6e6e6e 6OH6OH6OH6OH 3H3H3H3H2 2 2 2总：总：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2 练习练习2 2：书写如下电池反应的电极方程式：书写如下电池反应的电极方程式1：认识常见的化学电源“神六”的太阳能电池手机专用电池化学电源一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池锂离子电池银锌蓄电池普通锌锰干电池锌银纽扣电池化学电源的分类问题问题1、你了解银锌纽扣电池构造吗？正负极分、你了解银锌纽扣电池构造吗？正负极分别是什么？电解质是什么？能写出它的电
11、极反别是什么？电解质是什么？能写出它的电极反应式和电池反应方程式吗？应式和电池反应方程式吗？探究一次电池的工作原理探究一次电池的工作原理负极：负极：Zn +2OH-2e- =Zn(OH)2正极：正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH总反应：总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag电池比能量大、电压稳定，储存时间长，电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流和连续放电适宜小电流和连续放电问题2、你了解碱性锌锰电池构造吗？正负极分别是什么？电解质是什么？能写出它的电极反应式和电池反应方程式吗？ 负极：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极：2Mn
12、O2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电池反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵探究二次电池的工作原理探究二次电池的工作原理问题问题3 3、你了解铅蓄电池构造吗？正负极、你了解铅蓄电池构造吗？正负极分别是什么？电解质是什么？能写出它分别是什么？电解质是什么？能写出它放电时的电极反应式和电池反应方程式放电时的电极反应式和电池反应方程式吗？吗？问题问题4 4、铅蓄电池放电一段时间后，正负、铅蓄电池放电一段时间后，正负极板、电解质溶液有何变化？如何使其极板、电解质溶液有何变
13、化？如何使其“恢复元气恢复元气”，恢复过程中又发生哪些，恢复过程中又发生哪些变化？变化？放电总反应：放电总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O Pb + SO42- -2e- =PbSO4 正极：正极： PbO2 + 4H+SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O负极：负极：放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能）放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能）充电过程（是电解池反应，电能转化为化学能）充电过程（是电解池反应，电能转化为化学能）阴极：阴极：PbSO4 +2e- =Pb + SO42- 阳极：阳极：PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H+
14、 SO42-充电总反应：充电总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放电放电 充电充电缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池减 少 污 染节 约 资 源大家一大家一起起來來认识认识 “废电废电池池污污染染”干电池干电池水银电池水银电池铅蓄电池铅蓄电池镍镉电池镍镉电池铅铅、硫酸、硫酸污污染染镉镉污污染、染、骨骨疼病疼病汞污染汞污染、水俣病水俣病鋅、錳鋅、錳污污染染探究燃料电池的工作原理探究燃料电池的工作原理
15、问题问题5、通过阅读课本、通过阅读课本16页的资料卡片，页的资料卡片，你能自主书写出碱性氢氧燃料电池两极你能自主书写出碱性氢氧燃料电池两极的电极反应式吗？如果电解质为酸性溶的电极反应式吗？如果电解质为酸性溶液电极反应式还相同吗？液电极反应式还相同吗？燃料电池：燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池） 酸性电解质：碱性电解质负极: 2H2-4e-+4OH-=4H2O正极: O2+2H2O+4e-=4OH-总反应: 2H2+O2=2H2O负极： 2H2-4e-=4H+正极： O2+4H+4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2
16、O(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：原电池原理应用：(2)比较反应速率比较反应速率例例2 ： 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气
17、的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A. 纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）原电池原理应用：原电池原理应用：(3)比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例例3： 下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)原电池原理应用：原电池原理应用：(4)原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用例例6：市场上出售的：市场上出售的“热敷袋热敷袋”的主要成分为铁屑、的
18、主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋热敷袋”启启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。现有大量铁锈存在。1)“热敷袋热敷袋”是利用是利用 放出热量。放出热量。2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 。3)加入氯化钠的主要作用是加入氯化钠的主要作用是 。4)木屑的作用是木屑的作用是 。铁被氧化铁被氧化 与铁屑、氯化钠溶液构成与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化原电池，加速铁屑的氧化 氯化钠溶于水
19、、形成氯化钠溶于水、形成电解质溶液电解质溶液使用使用“热敷袋热敷袋”时受热均匀时受热均匀原电池原理应用：原电池原理应用：2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；反应制取氢气；1.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；3.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。而受到保护。如在铁器表面镀锌。原电池的主要应用：原电池的主要应用：4.解释某些化学现象解释某些化学现象1.1.如图装置，电流表如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐渐极逐渐变粗，变粗，B
20、B极逐渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、B B、C C应是下列各组中的哪一组（应是下列各组中的哪一组（ ） A A、A A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸为稀硫酸 C C、A A是铁，是铁，B B是银，是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 G CABD D问题解决问题解决练习：练习：1、下列关于下图所示原电池的说法正确的是、下列关于下图所示原电池的说法正确的是A 铝片为
21、正极铝片为正极B 正极上有正极上有H2产生产生C Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出沉淀析出D 当转移当转移0.04 mol e- 时，产生时，产生 0.01 mol O2 CuB、C 练习练习2. X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中四种金属片进入稀盐酸中,用用导线连接导线连接,可以组成原电池可以组成原电池,实验结果如下图所示实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_ZYXW设计有盐桥的原电池的思路：设计有盐桥的原电池的思路：半电池：半电池：电极材料电极材料电解质溶液电解质溶液根据根据电极反应电极反应确定确定还原剂（电极材料）和氧化产物（电解质溶液）为负极的半电池还原剂（电极材料）和氧化产物（电解质溶液）为负极的半电池氧化剂（电解质溶液）和还原产物（电极材料）为正极的半电池氧化剂（电解质溶液）和还原产物（电极材料）为正极的半电池外电路外电路用导线连通，可以接用电器用导线连通，可以接用电器内电路内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路（或其它不活泼材料）（或其它不活泼材料）根据根据负极负极氧化、氧化、正极正极还原还原写出写出两极反应式两极反应式
