對(duì)原電池裝置的探究

1、對(duì)原電池裝置的探究對(duì)原電池裝置的探究選修選修4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)原電池原電池 制作人：盛雪珍制作人：盛雪珍 請(qǐng)寫(xiě)出圖片中原電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。 負(fù)極：（鋅片）（鋅片） Zn-2e-=Zn2+ 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)正極：（銅片）（銅片） 2H+2e-=H2反應(yīng)方程式：反應(yīng)方程式：Zn+2H+=Zn2+H2稀稀H2SO4還原反應(yīng)還原反應(yīng)小結(jié)小結(jié):上述這種利用氧化還原反應(yīng)原理上述這種利用氧化還原反應(yīng)原理,把化學(xué)能轉(zhuǎn)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置化為電能的裝置,稱(chēng)為原電池稱(chēng)為原電池.介紹結(jié)構(gòu)介紹結(jié)構(gòu):Zn和和Cu稱(chēng)為電極稱(chēng)為電極.其中其中Zn是電是電子流出的一極稱(chēng)為負(fù)極

2、子流出的一極稱(chēng)為負(fù)極;Cu是電子流進(jìn)的一極稱(chēng)為正極是電子流進(jìn)的一極稱(chēng)為正極.稀硫酸稱(chēng)稀硫酸稱(chēng)為電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液.+-e-I正極正極,還原反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極負(fù)極,氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)陽(yáng)離子移動(dòng)陽(yáng)離子移動(dòng) 思考 下列各裝置能否形成原電池反應(yīng)？能形成原電池反應(yīng)的，指出電極名稱(chēng)，寫(xiě)出電極方程式，指出電子流動(dòng)方向；不能形成原電池反應(yīng)的說(shuō)明原因。CuZnH2SO4CuZnH2SO4CuZn 酒精酒精CuAgH2SO4CuAgAgNO3CuZnH2SO4CuZnH2SO4CuZnH2SO4小結(jié)小結(jié):構(gòu)成原電池的條件構(gòu)成原電池的條件:1.兩個(gè)活性不同的電極兩個(gè)活性不同的電極(活潑的電極做負(fù)極活潑的電極做負(fù)極)

3、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4.自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng).練習(xí)練習(xí)1.利用下列物質(zhì)組成原電池利用下列物質(zhì)組成原電池,并判斷電極并判斷電極,寫(xiě)寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)式出相應(yīng)的反應(yīng)式.(1)Fe-C,稀硫酸溶液稀硫酸溶液(2)FeCu,FeCl3溶液溶液(3)AlCu,濃濃HNO3實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 CuSO4 溶液溶液電流表指針發(fā)生電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但不穩(wěn)定。偏轉(zhuǎn)，但不穩(wěn)定。兩個(gè)電極上都有兩個(gè)電極上都有紅色物質(zhì)生成紅色物質(zhì)生成CuSO4

4、 溶液溶液思考：如何才能得到思考：如何才能得到持續(xù)穩(wěn)定的電流？持續(xù)穩(wěn)定的電流？分析：分析： 由于鋅片與硫酸銅溶由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，銅在鋅片表液直接接觸，銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成了面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在原電池，進(jìn)一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱，也就出的電流強(qiáng)度減弱，也就是說(shuō)不能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的是說(shuō)不能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流。電流。動(dòng)畫(huà)展示動(dòng)畫(huà)展示鹽橋的作用是什么？鹽橋的作用是什么？可使由它連接的兩溶可使由它連接的兩溶液保持電中性，鹽橋液保持電中性，鹽橋保障了電子通過(guò)外電保障了電子通過(guò)外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)

5、移，使鋅的溶解和銅移，使鋅的溶解和銅的析出過(guò)程得以繼續(xù)的析出過(guò)程得以繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)行。 小結(jié)：小結(jié)： 將原電池反應(yīng)中的氧化反將原電池反應(yīng)中的氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)分開(kāi)在兩個(gè)不同應(yīng)與還原反應(yīng)分開(kāi)在兩個(gè)不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，再以適當(dāng)?shù)姆绞絽^(qū)域內(nèi)進(jìn)行，再以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，從而獲得了穩(wěn)定持連接起來(lái)，從而獲得了穩(wěn)定持續(xù)的電流。續(xù)的電流。 判斷原電池的正極和負(fù)極的方法：判斷原電池的正極和負(fù)極的方法：1.由組成原電池的兩級(jí)材料判斷。一般是活由組成原電池的兩級(jí)材料判斷。一般是活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較差的金潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較差的金屬為正極。（有時(shí)候要考慮實(shí)際反應(yīng)，如屬為正極。（有時(shí)候要考慮實(shí)際反應(yīng)，如

6、Mg和和Al插入硫酸和氫氧化鈉中）插入硫酸和氫氧化鈉中）2.根據(jù)電流、電子、電解質(zhì)溶液中的離子根據(jù)電流、電子、電解質(zhì)溶液中的離子流流 動(dòng)方向動(dòng)方向3.根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來(lái)判斷。發(fā)生氧根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來(lái)判斷。發(fā)生氧 化反應(yīng)的是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的是正極?；磻?yīng)的是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的是正極。4.根據(jù)原電池兩極質(zhì)量增重或減輕來(lái)判斷。減根據(jù)原電池兩極質(zhì)量增重或減輕來(lái)判斷。減 輕的一般是負(fù)極，增重的是正極。輕的一般是負(fù)極，增重的是正極。原電池的應(yīng)用：原電池的應(yīng)用：1、加快氧化還原反應(yīng)的速率；如練習(xí)加快氧化還原反應(yīng)的速率；如練習(xí)10、122、進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的判斷；練習(xí)93 3、判斷溶液

7、中的、判斷溶液中的PH值的變化；如值的變化；如練習(xí)練習(xí)5、4、利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電源；利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電源；5、金屬防護(hù)、金屬防護(hù)電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕.問(wèn)題問(wèn)題2:已知原電池中負(fù)極的活潑性一般強(qiáng)于正極已知原電池中負(fù)極的活潑性一般強(qiáng)于正極,試完成下列金屬的比較試完成下列金屬的比較.把把a(bǔ),bc,d四塊金屬與電解四塊金屬與電解質(zhì)形成原電池時(shí)質(zhì)形成原電池時(shí),如將如將a,d相連插入相連插入FeCl3中中,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)a變細(xì)變細(xì);將將b,c相連插入相連插入CuSO4中中,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)b上有紅色物上有紅色物質(zhì)析出質(zhì)析出;將將a,b相連后插入相連后插入CH3COOH溶液中溶液中,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)a上有氣泡

8、產(chǎn)生上有氣泡產(chǎn)生.則上述金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的則上述金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是順序是 .cbad練習(xí)練習(xí)1:在在Cu-Zn原電池中，原電池中，200mLH2SO4 溶液的濃溶液的濃度為度為0.125mol/L , 若工作一段時(shí)間后，從裝置中共若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到收集到 0.168L升氣體，則流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電子為升氣體，則流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電子為 mol,溶液的溶液的pH值為值為 ？（溶液體積變化忽略不計(jì)）（溶液體積變化忽略不計(jì)）0.2解得：解得：y 0.015 (mol)x 0.015 (mol)3.75 10 4(mol/L )pH -lg3.75 1044 -lg3.75 答：答：0.015根據(jù)電極反應(yīng)：根據(jù)電極反應(yīng)：正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：Zn2e-Zn2+2H+2e- H2得：得：2 2 22.4x y 0.168解：解：0.20.1252c(H+)余余2H+ 2eH2原電池總結(jié)原電池總結(jié)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)化學(xué)電池的反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)化學(xué)電池的反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)原電池電極名稱(chēng)的確定方法原電池電極名稱(chēng)的確定方法根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。通常是活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬、碳棒、通常是活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬、碳棒、化合物是正極。化合物是正極。根據(jù)電極反應(yīng)的本身確