第一節(jié)原電池《精品》

1、LDA-LDA-第一節(jié)第一節(jié) 原原 電電 池池 看課文看課文(p70)(p70)回答回答: :1.1.化學能與電能之間的轉(zhuǎn)換過程應(yīng)遵循什么原化學能與電能之間的轉(zhuǎn)換過程應(yīng)遵循什么原 則？怎樣才能實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化？在設(shè)計這種轉(zhuǎn)則？怎樣才能實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化？在設(shè)計這種轉(zhuǎn) 化的時候應(yīng)該注意什么？它對這種轉(zhuǎn)化的效化的時候應(yīng)該注意什么？它對這種轉(zhuǎn)化的效 率起什么作用？率起什么作用？2.2.什么叫電化學？電化學反應(yīng)怎樣分類？每一什么叫電化學？電化學反應(yīng)怎樣分類？每一 類型中能量如何轉(zhuǎn)換？電化學有哪些主要的、類型中能量如何轉(zhuǎn)換？電化學有哪些主要的、 常見的應(yīng)用？常見的應(yīng)用？ 目標目標:1.1.進一步了解原電池的工作原

2、理，能寫出其電極反應(yīng)和電池進一步了解原電池的工作原理，能寫出其電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式；反應(yīng)方程式；2.2.了解常見的化學電源的種類及其工作原理，知道其生產(chǎn)、生活與了解常見的化學電源的種類及其工作原理，知道其生產(chǎn)、生活與 國防中的實際應(yīng)用；國防中的實際應(yīng)用；3.3.了解電解池的工作原理，知道電解在氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金方了解電解池的工作原理，知道電解在氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金方 面的應(yīng)用；面的應(yīng)用；4.4.能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，知道能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，知道 防護金屬腐蝕的方法，并能從實驗探究中獲得體會。防護金屬腐蝕的方法，并能從實驗探

3、究中獲得體會。重點重點：1.1.原電池的工作原理和應(yīng)用，原電池原理方程式、電極反應(yīng)的書寫；原電池的工作原理和應(yīng)用，原電池原理方程式、電極反應(yīng)的書寫；2.2.電解原理和應(yīng)用，電鍍、電解飽和食鹽水、電冶金、電極反應(yīng)及電電解原理和應(yīng)用，電鍍、電解飽和食鹽水、電冶金、電極反應(yīng)及電 解反應(yīng)方程式的書寫，金屬防腐的方法。解反應(yīng)方程式的書寫，金屬防腐的方法。難點難點： 1.化學電源電極反應(yīng)方程式的書寫；化學電源電極反應(yīng)方程式的書寫； 2.電解反應(yīng)方程式的書電解反應(yīng)方程式的書寫；寫； 3.金屬的電化學腐蝕金屬的電化學腐蝕第四章第四章 電化學基礎(chǔ)電化學基礎(chǔ)知識回顧知識回顧什么是原電池？什么是原電池？化學能轉(zhuǎn)化成

4、電能的裝置化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置CuZn 稀硫酸稀硫酸- - -Zn2+H+H+燈泡燈泡Zn2e- = Zn2+2H+2e-=H2總反應(yīng)式總反應(yīng)式: :Zn+2H+= Zn2+H2正正氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)現(xiàn)象現(xiàn)象：鋅棒溶解，銅棒上有氣泡鋅棒溶解，銅棒上有氣泡CuZn- - -Zn2+H+H+負極負極正極正極陽離子陽離子陰離子陰離子正極正極負極負極SO42-原電池工作原理原電池工作原理Ae-復(fù)習復(fù)習：下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？：下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？（ ）abcd CuSO4 溶液溶液e-該裝置：把化學能轉(zhuǎn)變成電能該裝置：把化學能轉(zhuǎn)變成電能形成原電池的形成原電池的條件條件：1.兩

5、個活潑性不同的電極兩個活潑性不同的電極。 （或一種是非金屬單質(zhì)或金（或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。屬氧化物）作電極。2.電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 。3.形成閉合回路。形成閉合回路。 本質(zhì)和核心本質(zhì)和核心:發(fā)生自發(fā)氧化發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)。還原反應(yīng)。復(fù)習復(fù)習. .原電池工作原理原電池工作原理負極負極反應(yīng)：失去電子反應(yīng)：失去電子 （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）正極正極反應(yīng)：得到電子反應(yīng)：得到電子 （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） ( (電池電池) )總反應(yīng)總反應(yīng)：正極反應(yīng)：正極反應(yīng)+負極反負極反應(yīng)。應(yīng)。(電子得失總數(shù)相等時才可相加電子得失總數(shù)相等時才可相加) 兩極一液成回路，兩極一液成回路，氧化還原是中心

6、氧化還原是中心選修選修4 4 化學反應(yīng)原理化學反應(yīng)原理 原原 電電 池池實驗探究實驗探究請根據(jù)反應(yīng)請根據(jù)反應(yīng)： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu設(shè)計一個原電池，并進行實驗設(shè)計一個原電池，并進行實驗。 CuSO4 溶液溶液電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？指針穩(wěn)定嗎？兩個電極上都指針穩(wěn)定嗎？兩個電極上都有什么現(xiàn)象？有什么現(xiàn)象？電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但不穩(wěn)定，偏轉(zhuǎn)程度總體變小。不穩(wěn)定，偏轉(zhuǎn)程度總體變小。經(jīng)觀察兩個電極上都有紅色經(jīng)觀察兩個電極上都有紅色物質(zhì)生成。物質(zhì)生成。補充實驗補充實驗1現(xiàn)象：銅片表面明顯有銅析出，現(xiàn)象：銅片表面明顯有銅析出，鋅片逐漸溶解

7、，鋅片逐漸溶解，電流表指針不動電流表指針不動-指示指示無電流通過。無電流通過。 分析：分析：該裝置該裝置有有原電池中電極反原電池中電極反應(yīng)的特點；電流表指針不動的原應(yīng)的特點；電流表指針不動的原因可能與鋅片與銅片直接接觸有因可能與鋅片與銅片直接接觸有關(guān)。關(guān)。問題：該裝置是否構(gòu)成原電池？電流表指問題：該裝置是否構(gòu)成原電池？電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？銅電極上有什么現(xiàn)象？針發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎？銅電極上有什么現(xiàn)象？CuSOCuSO4 4 溶液溶液思考：思考：如何改進此裝置才能如何改進此裝置才能得到持續(xù)穩(wěn)得到持續(xù)穩(wěn)定的電流？定的電流？分析分析：由于：由于鋅片與硫酸銅溶液鋅片與硫酸銅溶液直接接觸直接接觸，導致銅，導致銅

8、在在鋅電極表鋅電極表面析出構(gòu)成新的原電池，致使面析出構(gòu)成新的原電池，致使向外輸出的電流強度減弱。當向外輸出的電流強度減弱。當鋅片表面完全被銅覆蓋后鋅片表面完全被銅覆蓋后，原，原鋅銅電極不再鋅銅電極不再構(gòu)成構(gòu)成原電池原電池-相當于短路，放出熱量，而不相當于短路，放出熱量，而不能向外輸出電流。能向外輸出電流?？茖W家在科學家在原有實驗基礎(chǔ)上進行原有實驗基礎(chǔ)上進行改進改進：方法：方法：設(shè)計設(shè)計兩個兩個“半電池半電池”，使用鹽橋使用鹽橋( (在在U U型管型管中裝滿用飽和中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂作成的凍膠。溶液和瓊脂作成的凍膠。) )連連接電解解質(zhì)溶液，導線連接兩個電極。鋅片與接電解解質(zhì)溶液，導線連

9、接兩個電極。鋅片與硫酸銅溶液不直接接觸。硫酸銅溶液不直接接觸。目標：得到能目標：得到能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池。銅鋅鹽橋原電池銅鋅鹽橋原電池工作原理工作原理1、什么是鹽橋？什么是鹽橋？ 教材中教材中 鹽橋鹽橋中裝有飽和的中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠溶液和瓊脂制成的膠凍凍膠凍有吸附作用防止鹽橋中電解質(zhì)溶液流出。膠凍有吸附作用防止鹽橋中電解質(zhì)溶液流出。*常用的鹽橋溶液還可以是：常用的鹽橋溶液還可以是：CH3COOLi-0.1mol/L和和KNO3-0.1mol/L等。等。 A A、 鹽橋鹽橋-是是“離子庫離子庫”作作“離子導體離子導體”。 鹽橋鹽橋-溝通內(nèi)電路；導線

10、溝通內(nèi)電路；導線-溝通外電路。溝通外電路。 2、鹽橋的作用是什么？鹽橋的作用是什么？有關(guān)鹽橋有關(guān)鹽橋3、注意事項：鹽橋用一段時間就失效了注意事項：鹽橋用一段時間就失效了-可將其重可將其重新浸到飽和新浸到飽和KCl溶液里。溶液里。 不不能用金屬來代替鹽橋能用金屬來代替鹽橋因它不能使因它不能使電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液保持電中性保持電中性！ B B、能使由它連接的兩半電池中的電解質(zhì)溶液能使由它連接的兩半電池中的電解質(zhì)溶液保持電中性保持電中性, , 使兩邊溶液基本不發(fā)生混合。使兩邊溶液基本不發(fā)生混合。 否則鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為否則鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為ZnZn2 2+ +而帶而帶上正電上正電, ,銅

11、鹽溶液會由于銅的析出減少了銅鹽溶液會由于銅的析出減少了CuCu2 2+ +而帶上了負電，不能向外輸出電流。而帶上了負電，不能向外輸出電流。有關(guān)鹽橋有關(guān)鹽橋1.1.組成組成兩個半電池、鹽橋兩個半電池、鹽橋 一、原電池一、原電池ZnZn負極負極Cu2eCu2CuCu正極正極Zn - 2e- = Zn2+2 2、電極反應(yīng)、電極反應(yīng)-半電池反應(yīng)半電池反應(yīng)總反應(yīng)方程式：總反應(yīng)方程式：Zn+Cu2+=Zn2+Cu3、工作原理、工作原理外電路：外電路：Zn失去電子沿導線通失去電子沿導線通過電流表過電流表進入銅片。進入銅片。內(nèi)電路：內(nèi)電路： Zn原子失去電子成為原子失去電子成為Zn2+進進入溶液，使入溶液，使

12、ZnSO4溶液因溶液因Zn2+增增加而帶正電，鹽橋中的加而帶正電，鹽橋中的Cl會移會移向向ZnSO4溶液溶液； 同時，同時，Cu2+獲得電子成為金獲得電子成為金屬沉淀在銅片上屬沉淀在銅片上，CuSO4溶液因溶液因SO42相對增加而帶負電，鹽橋相對增加而帶負電，鹽橋中的中的K+移向移向CuSO4溶液，從而形溶液，從而形成閉合回路。成閉合回路。 總結(jié)：將原電池反應(yīng)中的氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)總結(jié)：將原電池反應(yīng)中的氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)分開在兩個不同區(qū)域內(nèi)進行，再以適當?shù)姆绞椒珠_在兩個不同區(qū)域內(nèi)進行，再以適當?shù)姆绞竭B接起來連接起來(使還原劑與氧化劑不直接接觸使還原劑與氧化劑不直接接觸-隔離隔離開來?。瑥亩@

13、得了穩(wěn)定持續(xù)的電流。開來?。瑥亩@得了穩(wěn)定持續(xù)的電流。 1.1.根據(jù)氧化還原反應(yīng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷電子轉(zhuǎn)移判斷電極電極反應(yīng)反應(yīng)。2.2.根據(jù)電極反應(yīng)確定根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的合適的(半電池半電池)電電極材料極材料和和電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶液液不用硝酸鹽不用硝酸鹽因能與電極反應(yīng)。因能與電極反應(yīng)。左池也不能用鐵鹽。左池也不能用鐵鹽。 利用反應(yīng)利用反應(yīng)Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu, 設(shè)計設(shè)計一個鹽橋原電池一個鹽橋原電池.Cu/Ag/CFeCuCl2/CuSO4FeCl2/FeSO4/Na2SO4化合價升高化合價升高 失失2e- 化合價降低化合價降低 得得2e- 逆向練習逆向練習：

14、第一課時第一課時 ENDCu+ 2FeCl3= CuCl2+ 2FeCl2化合價降低得化合價降低得2e-Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+化合價升高失化合價升高失2e-復(fù)習：復(fù)習：利用此利用此反應(yīng)反應(yīng)來來設(shè)計鹽橋原設(shè)計鹽橋原電池電池，寫出電極反應(yīng)式。并畫出裝置圖，寫出電極反應(yīng)式。并畫出裝置圖CuCl2FeCl3CuC/Pt電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 (半電池反應(yīng)半電池反應(yīng)) :負極：負極：Cu- 2e- = Cu2+ 正極：正極：2 Fe3+ 2e- =2Fe2+正極材料不能用正極材料不能用Fe-其與其與FeCl3反應(yīng)！反應(yīng)！總結(jié)：設(shè)計鹽橋原電池的思路：u還原劑和氧化產(chǎn)物為還原劑和氧

15、化產(chǎn)物為負極負極的半電池。的半電池。u氧化劑和還原產(chǎn)物為氧化劑和還原產(chǎn)物為正極正極的半電池。的半電池。u根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液-注：注：它們間通常不反應(yīng)。如它們間通常不反應(yīng)。如Cu和和CuCl2、C和和FeCl3不反應(yīng)。不反應(yīng)。u外電路外電路用導線連通，可以接用電器用導線連通，可以接用電器u內(nèi)電路內(nèi)電路是將電極浸入電解質(zhì)溶液中，并通過是將電極浸入電解質(zhì)溶液中，并通過鹽橋鹽橋溝通溝通內(nèi)電路。內(nèi)電路。CuCl2FeCl3CuCCu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+三三. .原電池中的幾個判斷原電池中的幾個判斷: :1.1.正

16、極、負極的判斷：正極、負極的判斷： 正極：較不活潑電極、得正極：較不活潑電極、得電子、電子、電子電子流入、流入、起還原起還原反應(yīng)、反應(yīng)、電流電流流出、流出、陽陽( (陰陰) )離子靠近離子靠近( (離開離開) ) 、氧化劑起、氧化劑起反應(yīng)、質(zhì)反應(yīng)、質(zhì)量增加或有氣體生成。量增加或有氣體生成。 負極負極：較為活潑電極、失：較為活潑電極、失電子、電子、電子流電子流出、出、起氧化起氧化反應(yīng)、反應(yīng)、電流電流流入、流入、陽陽( (陰陰) )離子離開離子離開( (靠近靠近) )、還原劑起還原劑起反應(yīng)、質(zhì)量反應(yīng)、質(zhì)量減小或溶解。減小或溶解。2 2. .判斷：電流判斷：電流方向、電子流向、陰陽離子的方向、電子流

17、向、陰陽離子的流向流向 電流方向：正電流方向：正負負 電子流向：負電子流向：負正正 電解質(zhì)溶液中離子在原電池中運動方向的判斷：電解質(zhì)溶液中離子在原電池中運動方向的判斷： 陽離子陽離子: :向正極區(qū)向正極區(qū)移動；移動； 陰離子陰離子: :向負極區(qū)向負極區(qū)移動。移動。簡單原電池電極反應(yīng)的書寫：簡單原電池電極反應(yīng)的書寫： A：鎂、鋁鎂、鋁/稀硫酸稀硫酸; 總反應(yīng)：總反應(yīng)： Mg + H2SO4 =MgSO4 + H2 ！先改寫成離子方程式：！先改寫成離子方程式：Mg + 2H+ =Mg2+ + H2 標變價，分析得失電子找出還原劑和氧化產(chǎn)物寫出標變價，分析得失電子找出還原劑和氧化產(chǎn)物寫出負極反應(yīng)：負

18、極反應(yīng)：B：鋁、鋅濃硝酸電池鋁、鋅濃硝酸電池 正極：正極：4H+2NO3-+2e- = 2NO2+2H2O因鋁鈍化有總反應(yīng)：因鋁鈍化有總反應(yīng)：Zn+4HNO3（濃）濃）=Zn（NO3）2+2NO2+2H2O負極：負極：Zn-2e- = Zn2+！先改寫成離子方程式：！先改寫成離子方程式：Zn+ 4H+2NO3-= Zn2+ + 2NO2+2H2O總結(jié)總結(jié)-以離子方程式以離子方程式不改化學計量數(shù)不改化學計量數(shù)寫電極反應(yīng)，寫電極反應(yīng)，必符合得失電子守恒定律。必符合得失電子守恒定律。如負極和正極反應(yīng)相加必得總反應(yīng)的離子方程式。如負極和正極反應(yīng)相加必得總反應(yīng)的離子方程式。-可可作檢驗之用。作檢驗之用。

19、補充知識：你能用用雙線橋法分析如下反應(yīng)？補充知識：你能用用雙線橋法分析如下反應(yīng)？Si +2NaOH +H2O = Na2SiO3 +2H2 -啊？總結(jié)：總結(jié)：硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實質(zhì)是硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實質(zhì)是Si失電子，得電失電子，得電子的物質(zhì)是水而不是子的物質(zhì)是水而不是NaOHOH-水溶液中不能作制氫水溶液中不能作制氫氣的氧化劑氣的氧化劑，即氧化劑是水！即氧化劑是水！-只有只有H2O電離出電離出的的H+才能變成才能變成H2。請再用雙線橋法分析該反應(yīng)。請再用雙線橋法分析該反應(yīng)。硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實質(zhì)：硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實質(zhì)：Si+4H2O=H4SiO4 +2H2 H4SiO4 =

20、 H2SiO3 +H2O H2SiO3 +2NaOH= Na2SiO3 +H2O 合并得：合并得：請討論鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實質(zhì)：請討論鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實質(zhì)：C：硅、石墨硅、石墨/氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液負極：負極：正極：正極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：總結(jié)：據(jù)與水反應(yīng)制氫氣的實質(zhì)（與水電離的總結(jié)：據(jù)與水反應(yīng)制氫氣的實質(zhì)（與水電離的H+反應(yīng)）反應(yīng)）調(diào)整水的化學計量數(shù)為生成物中的氫原子寫出總反應(yīng)式。調(diào)整水的化學計量數(shù)為生成物中的氫原子寫出總反應(yīng)式。再先寫生成氫氣的電極反應(yīng)再先寫生成氫氣的電極反應(yīng)-正極反應(yīng)。正極反應(yīng)。用總反應(yīng)的離子方程式減去正極反應(yīng)得負極反應(yīng)！用總反應(yīng)的離子方程式減去正極反應(yīng)得負極

21、反應(yīng)！也可用電荷守恒法寫！也可用電荷守恒法寫！D：鋁、鎂鋁、鎂(石墨石墨)/氫氧化鈉溶液；氫氧化鈉溶液； 1.（08廣東）用銅片、銀片、廣東）用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、溶液、AgNO3溶溶液、導線和鹽橋（裝有瓊脂液、導線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的的U型管）構(gòu)成一個原型管）構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ）在外電路中，電流由銅電極流向銀電極在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為：正極反應(yīng)為：Ag+e- =Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生

22、的化學反應(yīng)與該原電池溶液中發(fā)生的化學反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同反應(yīng)相同 A B C DC2. 2. (07(07年海南高考）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：年海南高考）依據(jù)氧化還原反應(yīng)： 2Ag2Ag+ +(aq) + Cu(s) = Cu(aq) + Cu(s) = Cu2+2+(aq) + 2Ag(s)(aq) + 2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示，請回答下列問題：設(shè)計的原電池如圖所示，請回答下列問題：（1 1）電極）電極X X的材是的材是 ； 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液Y Y是是 ；（2 2）銀電極為電池的）銀電極為電池的 極，極， 發(fā)生的電極反應(yīng)為：發(fā)生的電極反應(yīng)為：CuCuAgNO3AgNO3正正2Ag2Ag+ + + 2e + 2e- -= 2Ag= 2Ag（3 3）外電路中的電子是從）外電路中的電子是從 電極電極 流向流向 電極。電極。X X（ Cu Cu）AgAg2. 2. (07(07年海南）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：年海南）依據(jù)氧化還原反應(yīng)： 2Ag2Ag+ +(aq) + Cu(s) = Cu(aq) + Cu(s) = Cu2+2+(aq) + 2Ag(s)(aq