選修4原電池 公開(kāi)課

1、第四章第四章 電化學(xué)電化學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 原電池原電池 一、一、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原電池原電池1、選擇合適的化學(xué)反應(yīng)、選擇合適的化學(xué)反應(yīng)2、設(shè)計(jì)合理的原電池裝置、設(shè)計(jì)合理的原電池裝置【設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)】1、電極、內(nèi)電路、外電路各需要哪些儀器和藥品？、電極、內(nèi)電路、外電路各需要哪些儀器和藥品？2、如何判斷化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了電能？、如何判斷化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了電能？3、畫出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。、畫出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。HCl(aq) + NaOH(aq) = NaCl(aq) + H2O(l) H 0Zn(s) +2H+(aq) = Zn2+(aq) + H2(g) H 0 高溫高溫預(yù)期現(xiàn)象預(yù)期現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋅片溶解

2、鋅片溶解銅片上有氣泡銅片上有氣泡電流表指針偏轉(zhuǎn)電流表指針偏轉(zhuǎn)鋅片表面上有氣泡鋅片表面上有氣泡銅片表面上有氣泡銅片表面上有氣泡電流表指針偏轉(zhuǎn)電流表指針偏轉(zhuǎn) 二、二、體驗(yàn)體驗(yàn)原電池原電池 稀硫酸稀硫酸CuZnA 【實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)觀察】觀察鋅片表面、銅片表面的觀察鋅片表面、銅片表面的現(xiàn)象以及電流表變化。現(xiàn)象以及電流表變化。實(shí)驗(yàn)探究該原電池裝置中化學(xué)能并未全部轉(zhuǎn)化為電該原電池裝置中化學(xué)能并未全部轉(zhuǎn)化為電能，能量轉(zhuǎn)化率低能，能量轉(zhuǎn)化率低。1 1、鋅片鋅片表面上也有氣泡產(chǎn)生，為什么？表面上也有氣泡產(chǎn)生，為什么？鋅片與稀硫酸鋅片與稀硫酸直接接觸直接接觸，鋅失去的電子直，鋅失去的電子直接被溶液中的接被溶液中的H

3、+得到得到鋅片上有鋅片上有雜質(zhì)雜質(zhì)，在鋅片表面形成了原電池，在鋅片表面形成了原電池2 2、從、從能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看，鋅片上有氣泡的角度來(lái)看，鋅片上有氣泡對(duì)原電池電能的提供有沒(méi)有影響？對(duì)原電池電能的提供有沒(méi)有影響？讓鋅片與硫酸溶液讓鋅片與硫酸溶液不直接接觸。不直接接觸。選擇不與鋅選擇不與鋅反應(yīng)的電解質(zhì)溶液，一般選擇含有電極陽(yáng)離反應(yīng)的電解質(zhì)溶液，一般選擇含有電極陽(yáng)離子的鹽溶液。子的鹽溶液。ZnSO4溶液溶液H2SO4溶液溶液ZnCuA改進(jìn)改進(jìn)【研究問(wèn)題一研究問(wèn)題一】如何改進(jìn)原電池裝置才能避免鋅如何改進(jìn)原電池裝置才能避免鋅與稀硫酸直接接觸產(chǎn)生氫氣？與稀硫酸直接接觸產(chǎn)生氫氣？稀硫酸稀硫酸 Cu

4、ZnA三、三、改進(jìn)改進(jìn)原電池原電池電流表電流表指針不指針不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)結(jié)論：結(jié)論：ZnSO4溶液溶液H2SO4溶液溶液ZnCuA改進(jìn)改進(jìn)ZnSO4溶液溶液ZnCu【研究問(wèn)題二研究問(wèn)題二】如何改進(jìn)原電池裝置才能溝通內(nèi)如何改進(jìn)原電池裝置才能溝通內(nèi)電路，形成閉合回路？電路，形成閉合回路？AH2SO4溶液溶液鹽橋鹽橋一般選擇裝有瓊膠的飽和一般選擇裝有瓊膠的飽和KCl溶液制成的鹽橋溶液制成的鹽橋鹽橋的作用：鹽橋的作用： 溝通內(nèi)電路，形成閉合回路溝通內(nèi)電路，形成閉合回路平衡電荷，使溶液呈電中性平衡電荷，使溶液呈電中性SO42Zn2+eeSO42H+K+鹽橋原電池鹽橋原電池K+ClK+ClK+ClK+ClK+C

5、lClK+K+ClK+K+K+ClClK+ClClClH2SO4 溶液溶液Zn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2負(fù)極負(fù)極正極正極氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)還原還原反應(yīng)反應(yīng)鋅半電池鋅半電池銅半電池銅半電池實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝按照改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置圖連接實(shí)驗(yàn)器材，置圖連接實(shí)驗(yàn)器材，放入裝有飽和放入裝有飽和KCl溶液的鹽橋。觀察溶液的鹽橋。觀察銅片、鋅片、電流銅片、鋅片、電流表的變化，并做好表的變化，并做好記錄。記錄。ZnSO4溶液溶液H2SO4溶液溶液ZnCuA學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)鋅片表面無(wú)明顯變化鋅片表面無(wú)明顯變化【觀察與思考觀察與思考1 1】【結(jié)論

6、結(jié)論1】改進(jìn)后的原電池裝置改進(jìn)后的原電池裝置提高了能量提高了能量的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率ZnSO4溶液溶液H2SO4溶液溶液ZnCuA稀硫酸稀硫酸 CuZnA【啟示啟示】氧化劑和還原劑氧化劑和還原劑不直接接觸不直接接觸也能發(fā)也能發(fā)生反應(yīng)生反應(yīng)改進(jìn)改進(jìn)稀硫酸稀硫酸 CuZnAZnSO4溶液溶液 H2SO4溶液溶液ZnCuA【觀察與思考觀察與思考2】改進(jìn)后的原電池裝置改進(jìn)后的原電池裝置還有什么優(yōu)點(diǎn)？還有什么優(yōu)點(diǎn)？【結(jié)論結(jié)論2】改進(jìn)后的原電池裝置，在電池不工改進(jìn)后的原電池裝置，在電池不工作時(shí)作時(shí),化學(xué)能不會(huì)自動(dòng)釋放。為電池的實(shí)用性化學(xué)能不會(huì)自動(dòng)釋放。為電池的實(shí)用性開(kāi)發(fā)提供了可能性。開(kāi)發(fā)提供了可能性。改進(jìn)改進(jìn)

7、mACuCuZnZn2+2+H H+ +SO4 2-2-SO4 2-2-ZnZnK+Cl-ZnZn2+2+mAZn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2離子通道離子通道平衡電荷平衡電荷氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)鹽鹽橋橋還原還原反應(yīng)反應(yīng)+負(fù)負(fù)極極正正極極H2SO4溶液溶液ZnSO4溶液溶液普通干電池普通干電池充電干電池充電干電池鈕扣電池鈕扣電池筆記本電腦筆記本電腦 專用電池專用電池 攝像機(jī)攝像機(jī)專用電池專用電池 手機(jī)電池手機(jī)電池小小 結(jié)結(jié) 一、一、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原電池原電池 二、二、體驗(yàn)體驗(yàn)原電池原電池三、三、改進(jìn)改進(jìn)原電池原電池稀硫酸稀硫酸 CuZnAZnSO4溶液溶液H2SO4溶液溶液ZnCuA改進(jìn)改進(jìn)鹽橋的作用：鹽橋的作用：溝通內(nèi)電路，形成閉合回路；平衡電荷，使溶液呈電中性溝通內(nèi)電路，形成閉合回路；平衡電荷，使溶液呈電中性簡(jiǎn)單原電池簡(jiǎn)單原電池鹽橋鹽橋原電池原電池鹽橋鹽橋原電池優(yōu)點(diǎn)：提高了能量的轉(zhuǎn)化率；防止自動(dòng)釋放化學(xué)能原電池優(yōu)點(diǎn)：提高了能量的轉(zhuǎn)化率