化學：第四章第一節(jié)原電池-ppt課件

1、第四章第四章 電化學根底電化學根底第一節(jié)第一節(jié) 原原 電電 池池人教版選修人教版選修4 4 化學反響原理化學反響原理生活中的原電池：生活中的原電池：神州七號的原電池神州七號的原電池復習回想復習回想1、定義：原電池是將化學能轉化為電、定義：原電池是將化學能轉化為電能的安裝。能的安裝。2、本質：發(fā)生氧化復原反響、本質：發(fā)生氧化復原反響3、構成條件：、構成條件：構成條件構成條件可以可以可以可以可以可以不可以不可以構成條件一：構成條件一：活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬負極：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、石墨等構成條件構成條件可以可以不可以不可

2、以構成條件二：電極需插進電解質溶液中；構成條件二：電極需插進電解質溶液中；構成條件構成條件可以可以不可以不可以構成條件三：必需構成閉合回路構成條件三：必需構成閉合回路構成條件構成條件 1有兩種活動性不同的金屬或一有兩種活動性不同的金屬或一 種是非金屬單質或金屬氧化物作電極。種是非金屬單質或金屬氧化物作電極。 2電極資料均插入電解質溶液中。電極資料均插入電解質溶液中。 3兩極相連構成閉合電路。兩極相連構成閉合電路。 4內部條件：能自發(fā)進展氧化還內部條件：能自發(fā)進展氧化還 原反響。原反響。練習：寫出原電池的電極反響式和電池方程式當電解質溶液為稀當電解質溶液為稀H2SO4時：時：Zn電極是負極，電極

3、是負極，其電極反響為其電極反響為 該反響是氧化反響；該反響是氧化反響；Cu電極是正極，電極是正極，其電極反響為其電極反響為該反響是復原反響。該反響是復原反響。反響方程式：反響方程式：Zn+2H+=Zn2+H2Zn 2e - = Zn 2+2H+ +2e- =H2實驗探求實驗探求根據(jù)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu設計一個原電池，并實驗實驗景象：實驗景象：1 1、電流表指針發(fā)生偏轉，、電流表指針發(fā)生偏轉， 但不穩(wěn)定。但不穩(wěn)定。2 2、鋅極上堆積一層有色物、鋅極上堆積一層有色物質質實驗探求實驗探求問題：問題：1、判別正負極，寫出電極、判別正負極，寫出電極式式2、鋅極失去的電子能否全、鋅極失去的電

4、子能否全部經導線流向銅極部經導線流向銅極3、隨著鋅極上堆積物增厚，、隨著鋅極上堆積物增厚，會有什么結果？會有什么結果？思索：如何提高效率，思索：如何提高效率，得到穩(wěn)定的電流得到穩(wěn)定的電流實驗探求實驗探求改良措施：改良措施：將鋅片與硫酸銅溶液隔離將鋅片與硫酸銅溶液隔離硫酸鋅溶液硫酸鋅溶液硫酸銅溶液硫酸銅溶液上述安裝構成原電池了嗎？為什么？上述安裝構成原電池了嗎？為什么？怎樣才干構成原電池呢？怎樣才干構成原電池呢？實驗探求實驗探求設計如以下圖書設計如以下圖書P71圖圖4-1所示的原電池所示的原電池安裝，他能解釋它的任務原理嗎？安裝，他能解釋它的任務原理嗎？鹽橋中通常裝有含瓊膠鹽橋中通常裝有含瓊膠的

5、的KClKCl飽和溶液飽和溶液實驗探求實驗探求負極：Zn 2e - = Zn 2+正極：Cu2+ + 2e - = Cu鋅半電池銅半電池外電路內電路K+向哪極挪動Cl-向哪極挪動鹽橋的作用？二、由兩個半電池組成原電池的任務原理二、由兩個半電池組成原電池的任務原理把氧化反響和復原反響分開在不同區(qū)域進展，把氧化反響和復原反響分開在不同區(qū)域進展，再以適當方式銜接，可以獲得電流。再以適當方式銜接，可以獲得電流。在這類電池中，用復原性較強的物質作為在這類電池中，用復原性較強的物質作為負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較強的物質作為正極，正極從外電路得到電子。強的物

6、質作為正極，正極從外電路得到電子。在原電池的內部內電路，兩極浸在電在原電池的內部內電路，兩極浸在電解質溶液中，并經過陰陽離子的定向運動而解質溶液中，并經過陰陽離子的定向運動而構成內電路。構成內電路。鹽橋的作用：鹽橋的作用：1 1使整個安裝構成通路，替代兩溶液直接接觸。使整個安裝構成通路，替代兩溶液直接接觸。2 2平衡電荷。平衡電荷。實驗探求實驗探求兩個安裝對比兩個安裝對比 1 1、原理能否一樣、原理能否一樣 2 2、哪個更好，為什么？、哪個更好，為什么？小結：小結： 1、原電池的功能：利用氧化復原反響的、原電池的功能：利用氧化復原反響的原理將化學能轉化成電能原理將化學能轉化成電能2、組成、組成

7、 鋅半電池鋅半電池兩個半電池兩個半電池 鹽橋鹽橋 銅半電池銅半電池3、鹽橋的作用：、鹽橋的作用：1使整個安裝構成通使整個安裝構成通路，替代兩溶液直接接觸。路，替代兩溶液直接接觸。2平衡電平衡電荷。荷。4、原電池輸出電能的才干、原電池輸出電能的才干取決于組成原電池的反響物的氧化復原反取決于組成原電池的反響物的氧化復原反響才干。響才干。Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag化合價升高失化合價升高失2e-化合價降低得化合價降低得2e-電極：負極是電極：負極是Cu，正極可以是，正極可以是Ag或或C等。等。 電極反響式：電極反響式：負極：負極：Cu 2e- = Cu2+ 正極：正極：2

8、Ag+ + 2e- = 2 Ag電解液：電解液： Cu(NO3)2 、AgNO3 利用下面反響設計原電池選擇電極資料和電解質利用下面反響設計原電池選擇電極資料和電解質溶液，寫出電極方程式；并畫出原電池簡意圖。溶液，寫出電極方程式；并畫出原電池簡意圖。CuCCu(NO3)AgNO3思索討論：思索討論： 利用此氧化復原反響來設計原電利用此氧化復原反響來設計原電池，寫出電極反響式。并畫出安裝圖池，寫出電極反響式。并畫出安裝圖Cu+ 2 FeCl3 = 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-CuCCuCl

9、2FeCl3安裝圖安裝圖離子方程式離子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+上述原電池安裝是將什么反響的化學能轉上述原電池安裝是將什么反響的化學能轉換成電能的？指出電池的正負極，并分別換成電能的？指出電池的正負極，并分別寫出其中負極和正極的電極反響式以及該寫出其中負極和正極的電極反響式以及該電池的總反響方程式。電池的總反響方程式。負極鋅片：負極鋅片： Zn 2e - = Zn 2+ 氧化反響氧化反響 正極銅片：正極銅片： Cu2+ + 2e - = Cu 復原反響復原反響電池反響總化學方程式：電池反響總化學方程式：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 電池符號：電池符

10、號： Zn ZnSO4 CuSO4 Cu 負極負極 鹽橋鹽橋 正極正極二、由兩個半電池組成原電池的任務原理二、由兩個半電池組成原電池的任務原理1把氧化反響和復原反響分開在不同區(qū)把氧化反響和復原反響分開在不同區(qū)域進展，再以適當方式銜接，可以獲得電流。域進展，再以適當方式銜接，可以獲得電流。在這類電池中，用復原性較強的物質作為在這類電池中，用復原性較強的物質作為負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較強的物質作為正極，正極從外電路得到電子。強的物質作為正極，正極從外電路得到電子。在原電池的內部，兩極浸在電解質溶液中，在原電池的內部，兩極浸在電解質溶液中，并經過陰

11、陽離子的定向運動而構成內電路。并經過陰陽離子的定向運動而構成內電路。2原電池的正負極的判別方法原電池的正負極的判別方法 微觀判別微觀判別根據(jù)電子根據(jù)電子流動方向流動方向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極負極正極正極 較活潑的電極資料較活潑的電極資料較不活潑的電極資料較不活潑的電極資料負極負極正極正極宏觀判別：宏觀判別：根據(jù)電極資料根據(jù)電極資料根據(jù)原電池電極根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反響發(fā)生的反響負極負極正極正極發(fā)生氧化反響的極發(fā)生氧化反響的極發(fā)生復原反響的極發(fā)生復原反響的極根據(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： 質量添加的電極質量添加的電

12、極任務后任務后 質量減少的電極質量減少的電極正極正極負極負極任務后，有氣泡冒出的電極為正極任務后，有氣泡冒出的電極為正極3電解質溶液和電極資料的選擇電解質溶液和電極資料的選擇電池的電極必需導電電池的電極必需導電 電解質溶液普通要可以與負極發(fā)生電解質溶液普通要可以與負極發(fā)生反響。但假設是兩個半反響分別在兩反響。但假設是兩個半反響分別在兩個燒杯中進展，那么左右兩個燒杯中個燒杯中進展，那么左右兩個燒杯中的電解質溶液應的電解質溶液應 與電極資料具有一樣與電極資料具有一樣的陽離子。的陽離子。1、根據(jù)氧化復原反響電、根據(jù)氧化復原反響電子轉移判別電極反響。子轉移判別電極反響。2、根據(jù)電極反響確定適、根據(jù)電極

13、反響確定適宜的電極資料和電解質宜的電極資料和電解質溶液溶液 原電池的設計原電池的設計 利用利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，設，設計一個原電池計一個原電池.CuFeCuSO4FeSO4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- 由于鹽橋如由于鹽橋如KCl的存在，其中的存在，其中陰離子陰離子Cl-向向ZnSO4溶液分散和遷移，溶液分散和遷移，陽離子陽離子K+那么向那么向CuSO4溶液分散和遷溶液分散和遷移，分別中和過剩的電荷，堅持溶液移，分別中和過剩的電荷，堅持溶液的電中性，因此放電作用不延續(xù)地進的電中性，因此放電作用不延續(xù)地進展，不斷到鋅片全部溶解或展，不斷到鋅

14、片全部溶解或 CuSO4溶溶液中的液中的 Cu2+幾乎完全沉淀下來。假設幾乎完全沉淀下來。假設電解質溶液與電解質溶液與KCl溶液反響產生沉淀，溶液反響產生沉淀，可用可用NH4NO3替代替代KCl作鹽橋。作鹽橋。在整個安裝的電流回路中，溶液中的電在整個安裝的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離子遷移完成的。流通路是靠離子遷移完成的。Zn失去電失去電子構成的子構成的Zn2+進入進入ZnSO4溶液，溶液，ZnSO4溶液因溶液因Zn2+增多而帶正電荷。同時，增多而帶正電荷。同時，CuSO4那么由于那么由于Cu2+ 變?yōu)樽優(yōu)镃u ，使得，使得 SO42-相對較多而帶負電荷。溶液不堅相對較多而帶負電荷。溶液

15、不堅持電中性，這兩種要素均會阻止電子從持電中性，這兩種要素均會阻止電子從鋅片流向銅片，呵斥電流中斷。鋅片流向銅片，呵斥電流中斷。呵斥的主要緣由：由于鋅片與硫酸銅溶液直呵斥的主要緣由：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，在反響一段時間后，難以防止溶液接接觸，在反響一段時間后，難以防止溶液中有銅離子在鋅片外表直接復原，一旦有少中有銅離子在鋅片外表直接復原，一旦有少量的銅在鋅片外表析出，即在負極鋅表量的銅在鋅片外表析出，即在負極鋅表面也構成了原電池，進一步加速銅在負極鋅面也構成了原電池，進一步加速銅在負極鋅外表析出，致使向外輸出的電流強度減弱。外表析出，致使向外輸出的電流強度減弱。當鋅片外表完全被銅覆蓋后

16、，不再構成原當鋅片外表完全被銅覆蓋后，不再構成原電池了，也就沒有電流在產生。電池了，也就沒有電流在產生。改良措施？改良措施？將鋅片與硫酸銅溶液隔離將鋅片與硫酸銅溶液隔離總結總結v1、復習回想了原電池的構成。、復習回想了原電池的構成。v2、進一步了解原電池的反響原理，、進一步了解原電池的反響原理，正確書寫電極反響式。正確書寫電極反響式。v3、利用氧化復原反響原理設計了原、利用氧化復原反響原理設計了原電池。電池。1、以下安裝中電流表指針會發(fā)生偏轉的、以下安裝中電流表指針會發(fā)生偏轉的是是 32、鋅銅原電池產生電流時，陽離子、鋅銅原電池產生電流時，陽離子 A 移向移向Zn 極，陰離子移向極，陰離子移向

17、Cu 極極B 移向移向Cu 極，陰離子移向極，陰離子移向Zn 極極C 和陰離子都移向和陰離子都移向Zn極極D 和陰離子都移向和陰離子都移向Cu 極極B3、把、把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。假設中，用導線兩兩相連組成原電池。假設a、b相連時，相連時，a為負極；為負極；c、d相連時，電流由相連時，電流由d到到c；a、c相連時，相連時，c極上產生大量氣泡，極上產生大量氣泡，b、d相連時，相連時，b上有大量氣泡產生，那么上有大量氣泡產生，那么四種金屬的活動性順序由強到弱的為四種金屬的活動性順序由強到弱的為 ( )Aa b c d Ba c d b

18、 Cc a b . d Db d c a B4、如下圖，在鐵圈和銀圈的焊接處，用、如下圖，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，溶液，片刻后可察看到的景象是片刻后可察看到的景象是A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定鐵圈和銀圈左右搖擺不定B. 堅持平衡形狀堅持平衡形狀C. 鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D. 銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜D1.某原電池總反響式為：某原電池總反響式為：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，能實現(xiàn)，能實現(xiàn)該反響的原電池是該反響的原電池是( )2.將鎂片和鋁片用導線相連，分別同時插入稀將鎂片和鋁片用