選修四原電池課件

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1 1、體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過(guò)程；、體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過(guò)程；2 2、進(jìn)一步了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電、進(jìn)一步了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的條件；池的條件；3 3、能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式、能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式. .第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 原原 電電 池池復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧1 1、原電池是、原電池是_的裝置。的裝置。原電池反應(yīng)的本質(zhì)是原電池反應(yīng)的本質(zhì)是_反應(yīng)。反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原氧化還原2 2、如右圖所示，組成的原電池：、如右圖所示，組成的原電池：（1 1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為

2、?。┊?dāng)電解質(zhì)溶液為稀h h2 2soso4 4時(shí)：時(shí)：znzn電極是電極是_（填（填“正正”或或“負(fù)負(fù)”）極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是，該反應(yīng)是_（填（填“氧化氧化”或或“還原還原”，下同）反應(yīng)；下同）反應(yīng)；cucu電極是電極是_極，極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_,_,該反應(yīng)該反應(yīng)是是_反應(yīng)。反應(yīng)。負(fù)負(fù)znzn2e2e- -=zn=zn2+2+氧化氧化正正2h2h+ +2e+2e- - = h= h2 2還原還原（2 2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為）當(dāng)電解質(zhì)溶液為cusocuso4 4溶液時(shí)：溶液時(shí)： znzn電極是電極是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)；反應(yīng)；

3、cucu電極是電極是_極，其電極，其電極反應(yīng)為極反應(yīng)為_,_,該反應(yīng)該反應(yīng)_反反應(yīng)應(yīng). .負(fù)負(fù)znzn2e2e- -= zn= zn2+2+氧化氧化正正cucu2+2+2e+2e- -= cu= cu還原還原硫酸銅溶液硫酸銅溶液原電池的電子，離子及電流流向？原電池的電子，離子及電流流向？（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等3.3.判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么？判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么？形成

4、條件二：形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中中（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件三：形成條件三：必須形成閉合回路必須形成閉合回路（1 1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或金）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或金屬與能夠?qū)щ姷姆墙饘伲┳麟姌O。屬與能夠?qū)щ姷姆墙饘伲┳麟姌O。 （2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。（3）兩極相連形成閉合電路。）兩極相連形成閉合電路。（4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還 原反應(yīng)。原反應(yīng)。小結(jié)一：小結(jié)一：組成原電池的條件組成原電池的條件探究探究上面的上面的7號(hào)裝置，怎樣才能形成原電池呢？號(hào)裝置，怎樣才能形成

5、原電池呢？提出問(wèn)題：？提出問(wèn)題： 上圖是原電池，如果用它上圖是原電池，如果用它做電源，不但效率低，而做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么原因造成的呢？這是什么原因造成的呢？有沒(méi)有什么改進(jìn)措施？有沒(méi)有什么改進(jìn)措施？硫酸銅溶液硫酸銅溶液造成的主要原因：造成的主要原因：由于鋅片與硫酸銅溶液直由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液中有銅離子在鋅片表面直接還原，一旦有少中有銅離子在鋅片表面直接還原，一旦有少量的銅在鋅片表面析出，即在負(fù)極（鋅）表量的銅在鋅片表面析

6、出，即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在負(fù)極鋅面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在負(fù)極鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不在構(gòu)成原當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不在構(gòu)成原電池了，也就沒(méi)有電流在產(chǎn)生。電池了，也就沒(méi)有電流在產(chǎn)生。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如下圖所示為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如下圖所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是什么？生電流？鹽橋在此的作用是什么？參考教材得出結(jié)論參考

7、教材得出結(jié)論鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1 1）使整個(gè)裝置構(gòu)成閉和回路。）使整個(gè)裝置構(gòu)成閉和回路。（2）使兩溶液保持電中性（平衡電荷）。）使兩溶液保持電中性（平衡電荷）。鹽橋成分：鹽橋成分：含瓊膠的含瓊膠的kclkcl飽和溶液飽和溶液小結(jié)二：小結(jié)二：鹽橋成分，作用及離子流向鹽橋成分，作用及離子流向在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是路是靠離子遷移完成靠離子遷移完成的。的。znzn失去電子形成的失去電子形成的znzn2+2+進(jìn)入進(jìn)入znsoznso4 4溶液，溶液，znsoznso4 4溶液因溶液因znzn2+2+增多而增多而帶正電荷。同時(shí)，帶正電荷。同

8、時(shí)，cusocuso4 4則由于則由于cucu2+2+ 變?yōu)樽優(yōu)閏u cu ，使得使得 soso4 42-2-相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流電中性，這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。向銅片，造成電流中斷。 由于鹽橋（如由于鹽橋（如kclkcl）的存在，其中陰離）的存在，其中陰離子子clcl- -向向znsoznso4 4溶液擴(kuò)散和遷移，陽(yáng)離子溶液擴(kuò)散和遷移，陽(yáng)離子k k+ +則向則向cusocuso4 4溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過(guò)剩的電荷，溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過(guò)剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間

9、斷地保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，一直到鋅片全部溶解或進(jìn)行，一直到鋅片全部溶解或 cusocuso4 4溶液中溶液中的的 cucu2+2+幾乎完全沉淀下來(lái)。幾乎完全沉淀下來(lái)。若電解質(zhì)溶液與若電解質(zhì)溶液與kclkcl溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用nhnh4 4nono3 3代替代替kclkcl作鹽橋。作鹽橋。鋅銅原電池裝置示意圖鋅銅原電池裝置示意圖指出上述原電池裝置的正負(fù)極，并分別寫指出上述原電池裝置的正負(fù)極，并分別寫出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該電出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該電池的總反應(yīng)方程式。池的總反應(yīng)方程式。負(fù)極（鋅片）：負(fù)極（鋅片）： zn 2e -

10、 = zn 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極（銅片）：正極（銅片）： cu2+ + 2e - = cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式總化學(xué)方程式）：）：zn + cu2+ = zn 2+ + cu 電子流出的極電子流出的極電子流入的極電子流入的極負(fù)極負(fù)極正極正極較活潑的電極材料較活潑的電極材料較不活潑的電極材料較不活潑的電極材料 質(zhì)量增加的電極質(zhì)量增加的電極質(zhì)量減少的電極質(zhì)量減少的電極負(fù)極負(fù)極正極正極正極正極負(fù)極負(fù)極有氣泡冒出的電極為正極有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極 宏觀判斷：宏觀判斷：根據(jù)電極材料根據(jù)電

11、極材料根據(jù)原電池電極根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極有氣泡冒出：根據(jù)電極有氣泡冒出：負(fù)極負(fù)極正極正極（工作后）（工作后）（工作后）（工作后） 微觀判斷微觀判斷（根據(jù)電子流動(dòng)方向）（根據(jù)電子流動(dòng)方向）小結(jié)三：原電池的正負(fù)極的判斷方法小結(jié)三：原電池的正負(fù)極的判斷方法(1)(1)判斷金屬活潑性強(qiáng)弱判斷金屬活潑性強(qiáng)弱小結(jié)四：原電池原理應(yīng)用小結(jié)四：原電池原理應(yīng)用(2)(2)加快反應(yīng)速率加快反應(yīng)速率例例 ：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是（ ）a.純鋅和純鋅和1mol/l 硫酸；硫酸；b.純鋅和純鋅和18 mol/l 硫酸；硫酸；

12、c.粗鋅和粗鋅和 1mol/l 鹽酸；鹽酸；d.純鋅和純鋅和1mol/l 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴硫酸的反應(yīng)中加入幾滴cuso4溶液。溶液。d(3)(3)比較金屬腐蝕的快慢比較金屬腐蝕的快慢例：例： 下列各情況，在其中下列各情況，在其中fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序是的順序是(2) (1) (3)例：例：下列裝置中四塊相同的下列裝置中四塊相同的zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是率由慢到快的順序是(4)(2) (1)(3)4.4.制備各種實(shí)用電池制備各種實(shí)用電池思考：思考：請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng) :cu +2 fe:cu +2 fe3+3+

13、= cu = cu2+2+ + 2fe + 2fe2+2+設(shè)計(jì)成原電池。設(shè)計(jì)成原電池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案? ?負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液：cu cu 2e- = cu2+比比cu不活潑的金屬或石墨不活潑的金屬或石墨2fe3+ + 2e- = 2fe2+ fe2(so4 )3、fecl3等等若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶液又是若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶液又是什么？試畫出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。什么？試畫出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：h2so4mg alnaohmg al濃濃hno3 al cu1.1.判斷下列原電池的正負(fù)極？判斷下

14、列原電池的正負(fù)極？alalmgmgmgmgalalalalcucu( (金屬活潑性金屬活潑性) )(mg不與不與naoh反應(yīng)反應(yīng))(al發(fā)生鈍化發(fā)生鈍化)2.2.寫出寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式h2so4mg al正極正極 ：負(fù)極負(fù)極 ：(al)(al)(mg)(mg)mg mg 2e2e- - = mg = mg2+ 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）2h2h+ + + 2e+ 2e- - = h = h2 2 （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：總反應(yīng)： mg+2hmg+2h+ +=mg=mg2+2+h+h2 2 cuso4 fe ag正極正極 ：負(fù)極負(fù)極 ：(cu)(cu)(fe)(fe)cucu2+ 2+ + 2e+ 2e- - = cu = cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：總反應(yīng)： fe+cufe+cu2+2+=fe=fe2+2+cu+cu fefe2e2e- - = fe = fe2+ 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）3 3、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根