高二化學(xué)選修4-原電池課件

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池一、原電池原理探究

原電池原理實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1、鋅片插入稀硫酸2、銅片插入稀硫酸3、鋅片、銅片上端連接在一起插入稀硫酸4、鋅片、銅片之間連電流表插入稀硫酸鋅片上有氣泡產(chǎn)生無(wú)現(xiàn)象銅片上產(chǎn)生氣泡電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)復(fù)習(xí)回顧1、原電池是______________________的裝置。原電池反應(yīng)的本質(zhì)是____________________反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反應(yīng)2、如右圖所示，組成的原電池：當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)：Zn電極是____（填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)為_(kāi)______________，該反應(yīng)是______（填“氧化”或“還原”，下同）反應(yīng)；Cu電極是______極，其電極反應(yīng)為_(kāi)______________,該反應(yīng)是_________反應(yīng)。負(fù)Zn－2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑還原提出問(wèn)題：上圖是我們?cè)诒匦?中學(xué)習(xí)過(guò)的將鋅片和銅片置于稀硫酸的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么原因造成的呢？有沒(méi)有什么改進(jìn)措施？造成的主要原因：鋅片直接與電解質(zhì)溶液稀硫酸接觸發(fā)生反應(yīng)形成微電池，造成能量的損耗。由兩個(gè)半電池構(gòu)成原電池的進(jìn)一步探究為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如下圖（書P71圖4-1）所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？實(shí)驗(yàn)三（書71頁(yè)實(shí)驗(yàn)4-1）實(shí)驗(yàn)探索鹽橋鋅銅原電池.wmv實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：分析：工作原理是什么？改進(jìn)后的裝置有什么優(yōu)點(diǎn)？鹽橋內(nèi)盛放的是什么物質(zhì)？其作用是什么？怎么制備鹽橋？參考教材72頁(yè)第三段

有鹽橋存在時(shí)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過(guò)電路。取出鹽橋，電流計(jì)指針即回到零點(diǎn)，說(shuō)明沒(méi)有電流通過(guò)。請(qǐng)同學(xué)們思考：上述原電池裝置，工作原理是什么？指出電池的正負(fù)極，并分別寫出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該電池的總反應(yīng)方程式。ZnSO4溶液CuSO4溶液負(fù)極（鋅片）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（銅片）：Cu2++2e-=Cu（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式）：Zn+Cu2+=Zn2++Cu電池符號(hào)：

Zn︱ZnSO4‖

CuSO4

︱Cu

負(fù)極鹽橋正極?鹽橋制法：將熱的瓊膠溶液倒入U(xiǎn)形管中(注意不要產(chǎn)生裂隙)，將冷卻后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的飽和溶液中即可?！咎崾尽?/p>

鹽橋避免了電極直接與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，減少了能量損耗；故能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流故鹽橋的作用是：(1)使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸，(2)平衡電荷。ABCEFMN下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？OVVVVnZCu4OSCu二、實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件組成原電池的條件（1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。

（2）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。

（4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。三、原電池的正負(fù)極的判斷方法

微觀判斷（根據(jù)電子流動(dòng)方向）電子流出的極電子流入的極——負(fù)極——正極較活潑的電極材料較不活潑的電極材料

質(zhì)量增加的電極工作后質(zhì)量減少的電極——負(fù)極——正極——正極——負(fù)極工作后，有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極宏觀判斷：①根據(jù)電極材料②根據(jù)原電池電極發(fā)生的反應(yīng)③根據(jù)電極增重還是減重④根據(jù)電極有氣泡冒出：——負(fù)極——正極動(dòng)動(dòng)腦1、請(qǐng)你根據(jù)化學(xué)反應(yīng):

Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2判斷右邊原電池的正、負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式。CuCAFeCl3溶液2、請(qǐng)判斷右邊原電池的正、負(fù)極？并寫出電極反應(yīng)式ANaOH溶液MgAl負(fù)極：Cu-2e-

=Cu2+正極：2Fe3++2e-=2Fe2+提示：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑稀硫酸溶液1.利用原電池原理設(shè)計(jì)化學(xué)電池；2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣；3.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較；4.電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。四、原電池的主要應(yīng)用：1、原電池的設(shè)計(jì)請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng):Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設(shè)計(jì)成原電池。你有哪些可行方案?練一練一個(gè)電池反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,該反應(yīng)的的原電池正確組合是（）CABCD正極ZnCuCuFe負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L鹽酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D

）2：加快反應(yīng)速率馬口鐵和白鐵一旦有劃痕后，在潮濕的空氣中，誰(shuí)被腐蝕的速度快？AlZnFeSn(H)Cu3：比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b