高中化學(xué) 1.1.2 原電池2 蘇教版選修4

1、第一節(jié) 原電池的工作原理,專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化,第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,設(shè)疑請根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)猜想Zn與CuSO4溶液的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？如何證明,教材P13活動與探究：實(shí)驗(yàn)1,現(xiàn)象,溫度迅速上升，有紅色物質(zhì)析出,結(jié)論,化學(xué)能 熱能,Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu,思考該反應(yīng)放出的能量除了可以轉(zhuǎn)化為熱能之外，還可以轉(zhuǎn)化為什么能量,Zn電極,Zn2eZn2,氧化反應(yīng),Cu電極,2H+2eH2,還原反應(yīng),總反應(yīng)式：Zn2H+Zn2+H2,氧化還原反應(yīng),負(fù)極,正極,e,e,銅片,鋅片,一、原電池,1、原電池,2、原電池工作原理,氧化還原反應(yīng),把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,不偏轉(zhuǎn),

2、不偏轉(zhuǎn),不偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn),3、形成原電池的條件,體系有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),有活動性不同的兩極。 一極發(fā)生失電子-氧化反應(yīng)-負(fù)極 一極發(fā)生得電子-還原反應(yīng)-正極,必須能形成閉合回路,Cu,Zn,練習(xí)：結(jié)合原電池的構(gòu)成條件，判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池,CuSO4,ZnSO4,1）電路,外電路,內(nèi)電路,電子流向：由失電子的一極向得電子的一極,電流方向：與電子流向相反,陰離子流向與電子流向一致,陽離子流向與電流一致,4、原電池中的基本關(guān)系,2）電極,負(fù)極：電子流出的一極,正極：電子流入的一極,3）電極反應(yīng)式,負(fù)極: 失電子、發(fā)生氧化反應(yīng),正極:得電子、發(fā)生還原反應(yīng),總反應(yīng)式: 兩極疊加、氧化還原反應(yīng),

3、4、原電池中的基本關(guān)系,Cu2+ + 2e- = Cu 還原反應(yīng),電池總反應(yīng)：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2,鞏固練習(xí),電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極（ 電極）： 正極（ 電極,鋅,銅,Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反應(yīng),現(xiàn)象,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 鋅片變薄、銅片變厚,結(jié)論,負(fù)極（Zn電極）：Zn-2e-=Zn2,正極（Cu電極）：Cu2+2e-=Cu,教材P13活動與探究（實(shí)驗(yàn)2,電池總反應(yīng)：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2,1、鹽橋的作用是什么,使整個(gè)裝置構(gòu)成通路；平衡電荷（保證其連接的兩個(gè)半電池中的電解質(zhì)溶液呈電中性,2、此電池的優(yōu)點(diǎn),能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流，提高原電池電流 效率,思

4、考,負(fù)極：Fe 2e- =Fe2,正極：Cu2+ +2e- =Cu,Cu,Fe,CuSO4,FeSO4,教材P14活動與探究,電池反應(yīng)：Fe+ Cu2+ = Fe2+ + Cu,練習(xí)：用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng),正極：2Fe32e- =2Fe2,負(fù)極：Cu-2e- =Cu2,Cu,C,CuSO4,FeCl3,與原電池相關(guān)的概念,1.電路,外電路,內(nèi)電路,電子流向,電流方向,陰離子流動方向,陽離子流動方向,2.電極,正極：電子流入的一極,負(fù)極：電子流出的一極,3.電極反應(yīng)式,正極： 2H+ 2e- H2,負(fù)極： Zn2e- Zn2,4.總反應(yīng)式,

5、Zn+ 2H+ Zn2+ + H2,氧化反應(yīng),Zn-2e=Zn2,銅鋅原電池,電解質(zhì)溶液,失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生,還原反應(yīng),Cu2+2e- =Cu,陰離子,陽離子,總反應(yīng),負(fù)極,正極,Cu2+2e- =Cu,Zn-2e- =Zn2,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,離子方程式,電極反應(yīng),正極,負(fù)極,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),陽離子,原 電 池 原 理,外電路,內(nèi)電路,負(fù)極： Fe 2e- = Fe2+ 正極： 2H+ + 2e- = H2 總：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2,負(fù)極： Fe 2e- = Fe2+ 正極： 2Fe3+ 2e- =2Fe2+ 總： 2Fe3+Fe=3Fe2,練習(xí)

6、1：書寫如下電池反應(yīng)的電極方程式,負(fù)極：2 Al+ 8OH6e- =2Al O2 +4H2O 正極：6H2O 6e 6OH 3H2 總：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2,練習(xí)2：書寫如下電池反應(yīng)的電極方程式,1：認(rèn)識常見的化學(xué)電源,神六”的太陽能電池,手機(jī)專用電池,化學(xué)電源,一次電池,二次電池,燃料電池,堿性鋅錳電池,鉛蓄電池,氫氧燃料電池,鋰離子電池,銀鋅蓄電池,普通鋅錳干電池,鋅銀紐扣電池,化學(xué)電源的分類,問題1、你了解銀鋅紐扣電池構(gòu)造嗎？正負(fù)極分別是什么？電解質(zhì)是什么？能寫出它的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式嗎,探究一次電池的工作原理,負(fù)極：Zn +2OH-2e- =

7、Zn(OH)2,正極：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH,總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,電池比能量大、電壓穩(wěn)定，儲存時(shí)間長， 適宜小電流和連續(xù)放電,問題2、你了解堿性鋅錳電池構(gòu)造嗎？正負(fù)極分別是什么？電解質(zhì)是什么？能寫出它的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式嗎,正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH,優(yōu)點(diǎn)：比能量和儲存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電,缺點(diǎn)：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價(jià)格較貴,探究二次電池的工作原理,問題3、你了解鉛蓄電池構(gòu)造嗎？正負(fù)極分別是什么？電解質(zhì)是什么？能寫出它放電時(shí)的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式嗎？ 問題4、鉛蓄電

8、池放電一段時(shí)間后，正負(fù)極板、電解質(zhì)溶液有何變化？如何使其“恢復(fù)元?dú)狻?，恢?fù)過程中又發(fā)生哪些變化,放電總反應(yīng),Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,Pb + SO42- -2e- =PbSO4,正極,PbO2 + 4H+SO42-+2e- =2PbSO4 +2H2O,負(fù)極,放電過程（是原電池反應(yīng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,充電過程（是電解池反應(yīng)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,陰極：PbSO4 +2e- =Pb + SO42,陽極：PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ SO42,充電總反應(yīng),2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4,Pb+PbO2+2H2SO4 2Pb

9、SO4+2H2O,缺點(diǎn),比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境,優(yōu)點(diǎn),可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉,其它二次電池,鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池,減 少 污 染 節(jié) 約 資 源,大家一起來認(rèn)識 “廢電池污染,探究燃料電池的工作原理,問題5、通過閱讀課本16頁的資料卡片，你能自主書寫出堿性氫氧燃料電池兩極的電極反應(yīng)式嗎？如果電解質(zhì)為酸性溶液電極反應(yīng)式還相同嗎,燃料電池,燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。（氫氣、烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池,酸性電解質(zhì),堿性電解質(zhì) 負(fù)極: 2H2-4e-+4OH-=4H2O 正極: O2+2H

10、2O+4e-=4OH- 總反應(yīng): 2H2+O2=2H2O,負(fù)極： 2H2-4e-=4H,正極： O2+4H+4e-=2H2O,總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O,1)比較金屬活動性強(qiáng)弱,例1,下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是,C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極,A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2氣放出,B.在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多,D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng),C,原電池原理應(yīng)用,2)比較反應(yīng)速率,例2,下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是,粗鋅和 1mol/L 鹽酸,B,A,純鋅和1mol/L 硫酸,純鋅和18 mol/L 硫酸,C,粗鋅和1mol

11、/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液,D,D,原電池原理應(yīng)用,3)比較金屬腐蝕的快慢,例3,下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是,5,2,1,3,4,原電池原理應(yīng)用,例4,下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速 率由慢到快的順序是,4,2,1,3,4)原電池原理的綜合應(yīng)用,例6：市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。 “熱敷袋”是利用 放出熱量。 2)炭粉的主要作用是 。 3)加入氯化鈉的主要作用是 。 4)木屑的作用是,鐵被

12、氧化,與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成 原電池，加速鐵屑的氧化,氯化鈉溶于水、形成 電解質(zhì)溶液,使用“熱敷袋”時(shí)受熱均勻,原電池原理應(yīng)用,2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣,1.進(jìn)行金屬活動性強(qiáng)弱比較,3.電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅,原電池的主要應(yīng)用,4.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象,1.如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（,A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4 B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸 C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液 D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液,D,練習(xí)：1、下列關(guān)于下圖所示原電池的說法正確的是 A 鋁片為正極 B 正極上有H2產(chǎn)生 C Al是電池的負(fù)極，開始工作時(shí)溶液中會立即有白色沉淀析出 D 當(dāng)轉(zhuǎn)移0.04 mol e- 時(shí)，產(chǎn)生 0.01 mol O2,Cu,B、C,練習(xí)2. X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下