人教版化學(xué)《原電池》完美課件

1780年，意大利解剖學(xué)家伽伐尼（LuigiGalvani）在做青蛙解剖時(shí)，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時(shí)碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激，而如果只用一種金屬器械去觸動(dòng)青蛙，就無此種反應(yīng)。伽伐尼認(rèn)為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)閯?dòng)物軀體內(nèi)部產(chǎn)生的一種電，他稱之為“生物電”伽伐尼生物電實(shí)驗(yàn)人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》1780年，意大利解剖學(xué)家伽伐尼（LuigiGalvani2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家約翰·古迪納夫、斯坦利·惠廷厄姆和日本科學(xué)家吉野彰，以表彰他們在鋰離子電池研發(fā)領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)。2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國科學(xué)家約翰·古迪納夫、斯坦利·第四章第一節(jié)原電池第四章第一節(jié)H2SO4溶液銅鋅原電池構(gòu)造H2SO4溶液銅鋅原電池構(gòu)造1.定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。從理論上說，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池。一、原電池知識(shí)回顧H2SO4溶液硫酸銅溶液

CuZnA1.定義：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。從理論上說，任何一個(gè)2.原電池的形成條件(1)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)：(2)兩導(dǎo)體作電極：①活動(dòng)性不同的金屬

(或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體——石墨)。②燃料電池用兩個(gè)不活潑的導(dǎo)體石墨或Pt作電極。(3)有電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)：參與電極反應(yīng)、構(gòu)成內(nèi)電路。(4)形成閉合回路：兩電極用導(dǎo)線連接，或相互接觸。一、原電池知識(shí)回顧人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》2.原電池的形成條件(1)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)：(3)有電4.電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)。3.原電池正、負(fù)極的判斷⑴根據(jù)構(gòu)成原電池電極材料判斷:

活潑金屬作負(fù)極；不活潑金屬作正極；⑵根據(jù)電子流向或電流方向確定：電子流出的一極或電流流入的一極為負(fù)極；⑶根據(jù)氧化還原反應(yīng)確定:

發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極。一、原電池知識(shí)回顧人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》4.電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向陰離子向負(fù)極移動(dòng)，3.原電池正3.原電池正、負(fù)極的判斷注意問題活潑金屬作負(fù)極包含兩層含義：(1)“活潑”是指相對(duì)活潑而不是絕對(duì)活潑。(2)在大部分原電池反應(yīng)中，金屬活動(dòng)性較強(qiáng)的

一極作負(fù)極，另一電極作正極。人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》3.原電池正、負(fù)極的判斷注意問題人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)(3)但在某些特殊條件下例外，例如：①冷的濃硝酸作電解質(zhì)溶液，金屬鐵或鋁與金屬

銅作電極時(shí)，鐵或鋁在冷的濃硝酸中鈍化，金屬

活動(dòng)性弱的銅與濃硝酸發(fā)生氧化反應(yīng)充當(dāng)負(fù)極。②NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，金屬鎂與金屬鋁作電極

時(shí)，因鋁能與NaOH溶液反應(yīng)，充當(dāng)負(fù)極，而金屬

活動(dòng)性強(qiáng)的鎂只能充當(dāng)正極。3.原電池正、負(fù)極的判斷注意問題人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》(3)但在某些特殊條件下例外，例如：3.原電池正、負(fù)極的判斷原電池的工作原理：氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液鹽橋失e-，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽離子負(fù)極正極陽離子外電路內(nèi)電路人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》原電池的工作原理：氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+銅鋅原電池電硫酸銅溶液

CuZnA銅鋅-硫酸銅原電池有哪些缺點(diǎn)？思考交流由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》硫酸銅CuZnA銅鋅-硫酸銅原電池有哪些缺點(diǎn)？思考交流由于如何改進(jìn)原電池裝置？思考交流改進(jìn)稀硫酸

CuZnAZnSO4溶液ZnCuA硫酸銅溶液讓鋅片與硫酸銅溶液不直接接觸人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》如何改進(jìn)原電池裝置？思考交流改進(jìn)稀硫酸CuZnAZnSO4ZnSO4溶液ZnCuA硫酸銅溶液_________原電池___________________雙液鋅半電池銅半電池介紹新知鹽橋人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》ZnSO4溶液ZnCuA硫酸銅溶液_________原電池_

⑵鹽橋的作用提供定向移動(dòng)的陰、陽離子，平衡兩邊溶液的電荷。使由它連接的兩溶液保持電中性，鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以持續(xù)進(jìn)行。雙液原電池的工作原理：⑴鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠

凍的作用是防止管中溶液流出，但離

子可以自由移動(dòng)。鹽橋ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuA人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》⑵鹽橋的作用雙液原電池的工作原理：⑴鹽橋中裝有飽和的ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuA【結(jié)論1】改進(jìn)后的原電池裝置提高了能量轉(zhuǎn)換率觀察與思考鹽橋人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuA【結(jié)論1】改進(jìn)后的原電ZnSO4溶液ZnCuA交流·研討二改進(jìn)稀硫酸

CuZnA硫酸銅溶液

CuZnACuSO4溶液ZnSO4溶液ZnCuA交流·研討二改進(jìn)稀硫酸CuZn【結(jié)論2】改進(jìn)后的原電池裝置化學(xué)能不會(huì)自動(dòng)釋放ZnSO4溶液ZnCuA交流·研討二改進(jìn)稀硫酸

CuZnA硫酸銅溶液

CuZnACuSO4溶液【結(jié)論2】改進(jìn)后的原電池裝置化學(xué)能不會(huì)自動(dòng)釋放ZnSO4溶液裝置示意圖

現(xiàn)象鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出，質(zhì)量增加，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)電極Zn電極Cu電極電極名稱負(fù)極正極得失電子失電子得電子電子流向流出(填“出”或“入”)流入(填“出”或“入”)反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極反應(yīng)式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu總反應(yīng)式Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋

裝置

現(xiàn)象鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出，質(zhì)量增加，電流三、原電池的應(yīng)用ZnSO4溶液ZnCuACuSO4溶液三、原電池的應(yīng)用ZnSO4溶液ZnCuACuSO4溶液三、應(yīng)用原電池(一)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱

原電池酸性電解質(zhì)中，一般作負(fù)極的金屬活動(dòng)性強(qiáng)，作正極的金屬活動(dòng)性弱。人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》三、應(yīng)用原電池(一)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱原電池酸性電三、應(yīng)用原電池(二)加快化學(xué)反應(yīng)速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比原電池負(fù)極材料與電解液直接接觸的反應(yīng)速率快，用稀H2SO4制H2時(shí),使用粗鋅比純鋅反應(yīng)快，或向溶液中加入少量CuSO4溶液，反應(yīng)加快。人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》三、應(yīng)用原電池(二)加快化學(xué)反應(yīng)速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速三、應(yīng)用原電池(三)設(shè)計(jì)原電池把氧化還原反應(yīng)分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)根據(jù)氧化反應(yīng)確定負(fù)極材料和負(fù)極的電解質(zhì)溶液；根據(jù)還原反應(yīng)確定正極材料和正極的電解質(zhì)溶液。人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》三、應(yīng)用原電池(三)設(shè)計(jì)原電池把氧化還原反應(yīng)分為氧化反例如：設(shè)計(jì)原電池Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，在方框中畫出能形成穩(wěn)定電流的裝置圖(標(biāo)出電極材料、電解質(zhì)溶液)。負(fù)極：________，電極反應(yīng)：____________________________________正極：________，電極反應(yīng)：____________________________________Zn－2e－===Zn2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ZnPt人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》例如：設(shè)計(jì)原電池Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，電池的設(shè)計(jì)方法——“兩極一液一連線”(1)根據(jù)電池總反應(yīng)寫出電極反應(yīng)式。(2)電極材料的選擇：電池的電極必須導(dǎo)電。一般電池中的負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子，因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料，所以正極和負(fù)極不能用同一種材料，兩個(gè)電極可以是活潑性不同的兩種金屬或一種金屬和非金屬。(3)電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)溶液是為正極提供放電的物質(zhì)，一般能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。(4)形成閉合回路。人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》電池的設(shè)計(jì)方法——“兩極一液一連線”(1)根據(jù)電池總反應(yīng)寫出人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學(xué)選修四第四章

1991年，我國首創(chuàng)以鋁－空氣－海水為

能源的新型電池，并應(yīng)用于海上航標(biāo)燈。負(fù)極：4Al-12e-＝4Al3+

正極：3O2+6H2O+12e-＝12OH