高中化學 第四章 電化學基礎 第一節(jié) 原電池優(yōu)質(zhì)課件 新人教版選修4

1、1 1第四章電化學基礎第四章電化學基礎第一節(jié)原電池第一節(jié)原電池2 2【新課導入新課導入】某化學興趣小組為了體驗水果電池電流的存在進行了下列實驗。用橘子一某化學興趣小組為了體驗水果電池電流的存在進行了下列實驗。用橘子一個個, ,鋁片和鋅片各一片鋁片和鋅片各一片, ,電燈泡一個電燈泡一個, ,按圖連接好。在實驗前按圖連接好。在實驗前, ,先用砂紙擦去先用砂紙擦去金屬表面的氧化膜金屬表面的氧化膜, ,實驗時保持兩金屬插在橘子上不能直接接觸。實驗時保持兩金屬插在橘子上不能直接接觸。親愛的同學們親愛的同學們, ,你知道世界上最早的電池是怎樣對外放電的嗎你知道世界上最早的電池是怎樣對外放電的嗎? ?如何組

2、合成如何組合成有使用價值的電池裝置呢有使用價值的電池裝置呢? ?3 3【課標要求】【課標要求】1.1.了解原電池的工作原理及構(gòu)成條件。了解原電池的工作原理及構(gòu)成條件。2.2.正確判斷原電池的正負極。正確判斷原電池的正負極。3.3.能夠根據(jù)要求設計原電池。能夠根據(jù)要求設計原電池。4 4知識探究知識探究 梳理知識梳理知識點撥方法點撥方法原電池概念及工作原理原電池概念及工作原理(1)(1)概念概念: :利用利用 反應原理將反應原理將 能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。能的裝置。(2)(2)構(gòu)成條件構(gòu)成條件探究點一原電池工作原理探究點一原電池工作原理 兩個潑電較潑條發(fā)發(fā)應活性不同的極，活的作極溶液形成能回路

3、生自件地反氧化還原氧化還原化學化學電電負負電解質(zhì)電解質(zhì)閉合閉合氧化還原氧化還原5 5(3)(3)工作原理工作原理( (以鋅銅原電池為例以鋅銅原電池為例) )裝置現(xiàn)象裝置現(xiàn)象鋅片鋅片 , ,銅片上有銅片上有 , ,電流表指針電流表指針發(fā)生發(fā)生 . .電極名稱電極名稱ZnZn電極電極 . .CuCu電極電極 . .得失電子得失電子 電子電子 電子電子電子流向電子流向 . .反應類型反應類型 反應反應 反應反應電極反應式電極反應式 . .總反應式總反應式Zn+CuZn+Cu2+ 2+ ZnZn2+2+Cu+Cu逐漸溶解逐漸溶解紅色物質(zhì)析出紅色物質(zhì)析出偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)負極負極正極正極失失得得流出流出流入流入氧

4、化氧化還原還原6 6思考思考 鹽橋內(nèi)盛放的是什么物質(zhì)鹽橋內(nèi)盛放的是什么物質(zhì)? ?在原電池中有何作用和優(yōu)點在原電池中有何作用和優(yōu)點? ?提示提示: :鹽橋中通常盛放含瓊膠的鹽橋中通常盛放含瓊膠的KClKCl飽和溶液飽和溶液, ,其作用是使兩個半電池中其作用是使兩個半電池中的溶液連成一個通路。其優(yōu)點是使原電池中氧化劑和還原劑近乎完全的溶液連成一個通路。其優(yōu)點是使原電池中氧化劑和還原劑近乎完全隔離隔離, ,并在不同區(qū)域之間實現(xiàn)電子的定向移動并在不同區(qū)域之間實現(xiàn)電子的定向移動, ,使原電池能持續(xù)、穩(wěn)定使原電池能持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流。地產(chǎn)生電流。7 7(4)(4)正、負極的判斷方法正、負極的判斷方法可從

5、口訣記憶可從口訣記憶: :原電池有兩極原電池有兩極, ,活潑金屬作負極活潑金屬作負極; ;負極氧化正還原負極氧化正還原, ,電子由電子由負流向正。負流向正。8 8名師點撥名師點撥1.1.原電池電極判斷兩注意原電池電極判斷兩注意(1)(1)發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應( (失去電子失去電子) )的一定是負極的一定是負極, ,發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應( (得到電子得到電子) )的一的一定是正極。定是正極。(2)(2)原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關原電池的正極和負極與電極材料的性質(zhì)有關, ,也與電解質(zhì)溶液有關也與電解質(zhì)溶液有關, ,不要不要形成活潑電極一定作負極的思維定式。如在形成活潑電極一定作

6、負極的思維定式。如在Al-Mg-NaOHAl-Mg-NaOH溶液組成的原電溶液組成的原電池中池中,Al,Al作負極作負極; ;在在Fe(Fe(或或Al)-Cu-HNOAl)-Cu-HNO3 3( (濃濃) )構(gòu)成的原電池中構(gòu)成的原電池中,Cu,Cu作負極。作負極。2.2.原電池工作原理的原電池工作原理的3 3個失分點個失分點(1)(1)原電池閉合回路的形成有多種方式原電池閉合回路的形成有多種方式, ,可以是導線連接兩個電極可以是導線連接兩個電極, ,也可以是也可以是兩電極相接觸。兩電極相接觸。(2)(2)電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動, ,與導線中電子的定向移

7、動共同組與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。成了一個完整的閉合回路。(3)(3)在原電池中在原電池中, ,電子不能通過電解質(zhì)溶液電子不能通過電解質(zhì)溶液, ,即即“電子在線不下水電子在線不下水, ,離子下海不離子下海不上岸上岸”。9 91.1.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間, ,以下敘以下敘述正確的是述正確的是( ( ) )A.A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.B.甲中銅片是正極甲中銅片是正極, ,乙中銅片是負極乙中銅片是負極C.C.兩燒杯中溶液的兩燒杯中溶液的pHpH均增

8、大均增大D.D.產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢解析解析: :甲裝置是銅鋅原電池甲裝置是銅鋅原電池, ,乙不能形成原電池裝置乙不能形成原電池裝置, ,所以乙燒杯中銅表所以乙燒杯中銅表面無氣泡生成面無氣泡生成, ,而甲中銅表面有氣泡生成而甲中銅表面有氣泡生成,A,A錯錯; ;乙中乙中CuCu片不可能是負極片不可能是負極, ,B B錯錯; ;甲、乙兩裝置發(fā)生的反應均是甲、乙兩裝置發(fā)生的反應均是Zn+2HZn+2H+ + H H2 2+Zn+Zn2+2+, ,所以兩燒杯中所以兩燒杯中溶液的溶液的pHpH均增大均增大,C,C正確正確; ;因甲是原電池裝置因甲是原電池裝置, ,所以甲燒杯中產(chǎn)

9、生所以甲燒杯中產(chǎn)生H H2 2的速度的速度快快,D,D錯。錯。過關演練過關演練 鞏固知識鞏固知識提升能力提升能力C C10102.2.關于如圖所示的原電池關于如圖所示的原電池, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.電子從鋅電極通過電流表流向銅電極電子從鋅電極通過電流表流向銅電極B.B.鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C.C.鋅電極發(fā)生氧化反應鋅電極發(fā)生氧化反應; ;銅電極發(fā)生還原反應銅電極發(fā)生還原反應, ,其電極反應是其電極反應是2H2H+ +2e+2e- - H H2 2D.D.取出鹽橋后取出鹽橋后, ,電流表仍會偏轉(zhuǎn)電流表仍會偏轉(zhuǎn), ,銅

10、電極在反應前后質(zhì)量不變銅電極在反應前后質(zhì)量不變解析解析: :鋅片作負極鋅片作負極, ,銅片作正極銅片作正極, ,電子從負極流向正極電子從負極流向正極,A,A正確正確; ;鹽橋中的鹽橋中的陰離子向負極移動陰離子向負極移動,B,B錯誤錯誤; ;負極發(fā)生氧化反應負極發(fā)生氧化反應, ,正極發(fā)生還原反應正極發(fā)生還原反應, ,銅電銅電極發(fā)生的反應為極發(fā)生的反應為CuCu2+2+2e+2e- - Cu,CCu,C錯誤錯誤; ;取出鹽橋后不能形成原電池取出鹽橋后不能形成原電池, ,銅銅電極在反應后質(zhì)量增加電極在反應后質(zhì)量增加,D,D錯誤。錯誤。A A1111知識探究知識探究 梳理知識梳理知識點撥方法點撥方法探

11、究點二原電池原理的應用探究點二原電池原理的應用加快化學反應加快化學反應速率速率 構(gòu)成原電池的反應速率比原電池負極材料與電解構(gòu)成原電池的反應速率比原電池負極材料與電解液直接接觸的反應速率快液直接接觸的反應速率快, ,用稀用稀H H2 2SOSO4 4制制H H2 2時時, ,使用使用粗鋅比純鋅反應快粗鋅比純鋅反應快, ,或向溶液中加入少量或向溶液中加入少量CuSOCuSO4 4溶溶液液, ,反應加快反應加快比較金屬活動比較金屬活動性強弱性強弱 酸性電解質(zhì)中酸性電解質(zhì)中, ,一般是作負極的金屬較活潑一般是作負極的金屬較活潑, ,作正作正極的金屬相對較不活潑極的金屬相對較不活潑1212設計原電池設計

12、原電池把氧化還原反應分為氧化反應和還原反應把氧化還原反應分為氧化反應和還原反應, ,根據(jù)根據(jù)氧化反應確定負極材料和負極的電解質(zhì)溶液氧化反應確定負極材料和負極的電解質(zhì)溶液; ;根根據(jù)還原反應確定正極材料和正極的電解質(zhì)溶液據(jù)還原反應確定正極材料和正極的電解質(zhì)溶液金屬防護和有金屬防護和有關現(xiàn)象的解釋關現(xiàn)象的解釋 如果保護一個鐵閘如果保護一個鐵閘, ,可用導線將其與一鋅塊相連可用導線將其與一鋅塊相連, ,使鋅作原電池的負極使鋅作原電池的負極, ,鐵閘作正極鐵閘作正極思考思考 將金屬將金屬a a、b b用導線相連插入稀用導線相連插入稀H H2 2SOSO4 4中中, ,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)b b上產(chǎn)生氣泡上產(chǎn)生氣泡

13、, ,則則a a與與b b相比較相比較, ,誰更活潑誰更活潑? ?提示提示: :a a1313名師點撥名師點撥 依據(jù)氧化還原方程式設計原電池的思維模式依據(jù)氧化還原方程式設計原電池的思維模式 “兩極一液一連線兩極一液一連線”14141.1.用鐵片與稀硫酸反應制氫氣時用鐵片與稀硫酸反應制氫氣時, ,下列不能使氫氣生成速率加快的是下列不能使氫氣生成速率加快的是( ( ) )A.A.加熱加熱B.B.不用稀硫酸不用稀硫酸, ,改用改用98%98%濃硫酸濃硫酸C.C.加少量硫酸銅溶液加少量硫酸銅溶液D.D.不用鐵片不用鐵片, ,改用鐵粉改用鐵粉解析解析: :加熱升高溫度和增大固體反應物的接觸面積都能加快化

14、學反應速加熱升高溫度和增大固體反應物的接觸面積都能加快化學反應速率率,A,A、D D正確正確; ;鐵在濃硫酸中鈍化鐵在濃硫酸中鈍化, ,不產(chǎn)生氫氣不產(chǎn)生氫氣,B,B錯誤錯誤; ;加入少量硫酸銅加入少量硫酸銅溶液溶液, ,由于由于CuCu2+2+Fe Cu+Fe+Fe Cu+Fe2+2+, ,構(gòu)成銅構(gòu)成銅鐵鐵稀硫酸原電池稀硫酸原電池, ,加快了鐵加快了鐵片與稀硫酸反應制氫氣的速率片與稀硫酸反應制氫氣的速率,C,C正確。正確。過關演練過關演練 鞏固知識鞏固知識提升能力提升能力B B1515A A1616解析解析: :由第一個裝置圖中正負極的標注可知由第一個裝置圖中正負極的標注可知,Cd,Cd失去電

15、子作負極失去電子作負極, ,則金則金屬性屬性CdCo;CdCo;由第二個裝置圖正負極的標注可知由第二個裝置圖正負極的標注可知,Co,Co失去電子被氧化作失去電子被氧化作負極負極, ,則金屬性則金屬性CoAg,CoAg,綜上分析可知三者金屬性的強弱順序為綜上分析可知三者金屬性的強弱順序為CdCoCdCoAgAg。根據(jù)活潑性強的金屬能將活潑性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來。根據(jù)活潑性強的金屬能將活潑性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來的規(guī)律判斷的規(guī)律判斷A A項錯誤。項錯誤。17173.3.已知電極材料已知電極材料: :鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁; ;電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液:CuCl:

16、CuCl2 2溶液、溶液、FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液、稀硫酸。按要求回答下列問題溶液、稀硫酸。按要求回答下列問題: :(1)(1)電工操作上規(guī)定電工操作上規(guī)定: :不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用。請說明原不能把銅導線和鋁導線連接在一起使用。請說明原因因: : 。 解析解析: :(1)(1)當當CuCu、AlAl導線連接時導線連接時, ,接觸到潮濕的空氣就易形成原電池接觸到潮濕的空氣就易形成原電池, ,鋁導線被腐蝕。鋁導線被腐蝕。答案答案: :(1)(1)兩者連接在一起時兩者連接在一起時, ,接頭處在潮濕的空氣中形成原電池接頭處在潮濕的空氣中形成原電池, ,鋁導線被腐蝕

17、鋁導線被腐蝕1818(2)(2)若電極材料選銅和石墨若電極材料選銅和石墨, ,電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液, ,外加導線外加導線, ,能否構(gòu)能否構(gòu)成原電池成原電池? ?。若能。若能, ,請寫出電極反應式請寫出電極反應式( (若不能若不能, ,后兩空可不填后兩空可不填),),負極負極: : , ,正極正極: : 。 1919(3)(3)設計一種以鐵和稀硫酸反應為原理的原電池設計一種以鐵和稀硫酸反應為原理的原電池, ,要求畫出裝置圖要求畫出裝置圖( (需標需標明電極材料及原電池的正、負極明電極材料及原電池的正、負極) )。答案答案: :(3) (3) 20201.1.下列關于鹽橋的

18、說法中不正確的是下列關于鹽橋的說法中不正確的是( ( ) )A.A.鹽橋是一個起導電作用的裝置鹽橋是一個起導電作用的裝置, ,其作用是將兩個半電池連起來其作用是將兩個半電池連起來B.B.鹽橋的導電是通過離子進行的鹽橋的導電是通過離子進行的C.C.鹽橋?qū)щ姇r鹽橋?qū)щ姇r, ,兩電解質(zhì)溶液為一個整體兩電解質(zhì)溶液為一個整體, ,是一個原電池是一個原電池D.D.鹽橋?qū)⒁粋€原電池隔成了兩個原電池裝置鹽橋?qū)⒁粋€原電池隔成了兩個原電池裝置解析解析: :鹽橋?qū)⒁粋€原電池隔成了兩個半電池鹽橋?qū)⒁粋€原電池隔成了兩個半電池, ,使原電池中氧化劑和還原使原電池中氧化劑和還原劑近乎完全隔離劑近乎完全隔離, ,并在不同區(qū)域

19、之間實現(xiàn)了電子的定向移動并在不同區(qū)域之間實現(xiàn)了電子的定向移動, ,使原電池使原電池能持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流能持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流, ,故故D D錯誤。錯誤。D D課堂檢測課堂檢測 即學即測即學即測查漏補缺查漏補缺21212.2.下列裝置可以構(gòu)成原電池的是下列裝置可以構(gòu)成原電池的是( ( ) )C C解析解析: :原電池構(gòu)成的三個條件是原電池構(gòu)成的三個條件是: :活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極,A,A錯誤錯誤; ;電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液,B,B錯誤錯誤; ;構(gòu)成閉合回路構(gòu)成閉合回路,D,D錯誤錯誤;C;C滿足這三個條件。滿足這三個條件。2222A A232324244 4、有、有a a、b

20、 b、c c、d d四個金屬電極四個金屬電極, ,有關的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下有關的實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下: :2525由此判斷這四種金屬的活動性順序是由此判斷這四種金屬的活動性順序是( ( ) )A.abcdA.abcd B.bcda B.bcdaC.dabcC.dabc D.abdc D.abdc解析解析: :由第一個裝置由第一個裝置a a極溶解極溶解, ,故故a a為負極為負極, ,可知金屬活動性可知金屬活動性ab,ab,第二第二個裝置依據(jù)金屬活動順序可知金屬活動性個裝置依據(jù)金屬活動順序可知金屬活動性bc;bc;同理第三個裝置同理第三個裝置d d極極溶解可知溶解可知d d極為負極極為負極, ,金屬活動性金屬活動性dc,dc,由第四個裝置電流從由第四個裝置電流從a a極流向極流向d d極極, ,則電子從則電子從d d極流向極流向a a極極, ,故金屬活動性故金屬活動性da,da,則選項則選項C C符合題意。符合題意。C C26265.5.依據(jù)氧化還原反應依據(jù)氧化還原反應:2Ag:2Ag+ +Cu Cu+Cu Cu2+2+2Ag+2Ag設計的原電池如圖所示。設計的原電池如圖所示。請回答下列問題請回答下列問題: :(1)(1