第四節(jié) 原電池的原理及其應(yīng)用-新人教課件

原電池原理第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教

伏打電池的發(fā)明源于一個(gè)有趣的生物實(shí)驗(yàn)：在死去的青蛙腿上同時(shí)插入用導(dǎo)線連接著兩種不同材料的電極，青蛙腿就像觸電似的痙攣起來(lái)。你知道其中的奧秘嗎？開(kāi)題你聽(tīng)說(shuō)過(guò)伏打電池嗎？第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教【學(xué)生實(shí)驗(yàn)一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？CuZn

稀硫酸鋅片上有氣泡產(chǎn)生原理:Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教【實(shí)驗(yàn)二】鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片上有氣泡產(chǎn)生CuZn

稀硫酸第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教問(wèn)題探究CuZn

稀硫酸1.銅片上產(chǎn)生什么氣體?有人說(shuō)H2是由銅和稀硫酸 在這種特定的條件下反應(yīng)產(chǎn)生出來(lái)的。這種想法正確嗎？2.銅片上的電子從何來(lái)?第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教CuZn

稀硫酸---Zn2+H+H+電流計(jì)AZn－2e－

=Zn2+2H++2e－=H2↑3.如何檢驗(yàn)電子的流動(dòng)?問(wèn)題探究第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教

根據(jù)能量守恒原理，這種產(chǎn)生出來(lái)的電能是從什么能量轉(zhuǎn)變來(lái)的呢？一、原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池電子的轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)電流第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教CuZn

稀硫酸---Zn2+H+H+燈泡1、原電池的正負(fù)極判斷負(fù)極：電子流出的一極正極：電子流入的一極第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教2、電極反應(yīng) 2H++2e－=H2↑負(fù)極：Zn－2e－=Zn2+正極：原電池氧化反應(yīng)還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑(離子方程式)失去電子得到電子Zn+H2SO4

=ZnSO4

+H2↑(化學(xué)方程式)第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教銅片的作用是什么？可以用石墨代替嗎?【問(wèn)題一】CuZn

稀硫酸第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教【問(wèn)題二】CuZn---整個(gè)裝置是如何形成電流的閉合回路的?負(fù)極正極第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教【問(wèn)題三】CuZn-溶液中陰陽(yáng)離子分別向哪一個(gè)電極運(yùn)動(dòng)？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+----------Zn2+H+SO42-負(fù)極正極靜電作用第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教【問(wèn)題四】CuZn-有人說(shuō)在銅鋅原電池中，活潑金屬失去電子，不活潑金屬得到電子。這種說(shuō)法正確嗎？----------Zn2+H+負(fù)極正極H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教【問(wèn)題五】CuZn-為什么H+在銅片上得到電子？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+----------Zn2+H+負(fù)極正極靜電斥力靜電引力第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流陽(yáng)離子失去電子溶液中陽(yáng)離子得到電子陰離子正極負(fù)極SO42-原電池工作原理小結(jié)較活潑金屬不活潑金屬或石墨較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負(fù)極)通過(guò)外電路流向較不活潑的金屬(正極)。

第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教【實(shí)驗(yàn)探究】：將鋁片、石墨插入稀硫酸溶液中，是否可以形成原電池？石墨Al

稀硫酸第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教石墨Al

稀硫酸（1）說(shuō)明反應(yīng)的現(xiàn)象；（2）判斷正負(fù)極；（3）寫(xiě)出電極反應(yīng)式；（4）寫(xiě)出總反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。鞏固練習(xí)1第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教MgFe

稀硫酸（1）說(shuō)明反應(yīng)的現(xiàn)象；（2）判斷正負(fù)極；（3）寫(xiě)出電極反應(yīng)式；（4）寫(xiě)出總反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。鞏固練習(xí)2第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教CuZn硫酸銅【實(shí)驗(yàn)探究】：將鋅片、銅片插入硫酸銅溶液中，是否可以形成原電池？第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教CuZn硫酸銅（1）說(shuō)明兩個(gè)電極質(zhì)量的變化情況；（2）判斷正負(fù)極；（3）寫(xiě)出電極反應(yīng)式；（4）寫(xiě)出總反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。

鞏固練習(xí)3第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教二、形成簡(jiǎn)單原電池的條件兩種不同的金屬（或一種金屬與石墨）作電極用導(dǎo)線相連（或直接接觸）插入電解質(zhì)溶液里，形成閉合回路金屬能與電解質(zhì)溶液自動(dòng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教1.在如下圖所示的8個(gè)裝置中，屬于原電池的有

.④⑥⑦e課堂練習(xí):第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教三、簡(jiǎn)單原電池的設(shè)計(jì)（1）將反應(yīng):2FeCl3+Fe=3FeCl2設(shè)計(jì)成原電池。（2）判斷正負(fù)極并寫(xiě)出電極反應(yīng)。石墨FeFeCl3溶液負(fù)極（鐵）：Fe－2e－=Fe2+正極（石墨）：2Fe3++2e－=3Fe2+第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教干電池紐扣電池鋰電池化學(xué)電源第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教四.常見(jiàn)的化學(xué)電源●一次電池●二次電池●高能電池●燃料電池第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教鋅－錳干電池四.常見(jiàn)的化學(xué)電源第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教Ⅰ.干電池(一次電池)電極:

Zn為負(fù)極,碳棒為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。

負(fù)極(Zn):Zn-2e-＝Zn2+

正極(C):2NH4++2e-＝2NH3+H2

H2+2MnO2＝Mn2O3+H2O

去氫

4NH3+Zn2+

＝[Zn(NH3)4]2+

去氨電極方程式：四.常見(jiàn)的化學(xué)電源第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教鉛蓄電池第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教電極：Pb為負(fù)極；PbO2為正極.電解液:30%的H2SO4溶液電極反應(yīng)式:負(fù)極(Pb)：

Pb+SO42-2e-＝PbSO4正極(PbO2)：PbO2+4H+SO42-+2e

＝PbSO4+2H2O總電池反應(yīng):PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4↓+2H2O拓展創(chuàng)新Ⅱ.鉛蓄電池(二次電池)(1.25～1.28g/cm-3)第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教課堂練習(xí):2.鉛蓄電池(原電池)的電極分別是PbO2和Pb,電解質(zhì)溶液為稀硫酸溶液,工作時(shí)原電池的總反應(yīng)是:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O.

根據(jù)上述反應(yīng),判斷:1)原電池的負(fù)極是(填電極材料)_______2)工作時(shí)蓄電池負(fù)極反應(yīng)式為_(kāi)__________3)工作時(shí)蓄電池里電解質(zhì)溶液的PH變化:______第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教電極:Zn為負(fù)極，Ag2O為正極電解液:KOH溶液電極反應(yīng)式:負(fù)極:Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2正極:Ag2O+H2O+2e-＝2Ag+2OH-總反應(yīng)式:Zn+Ag2O+H2O＝2Ag+Zn(OH)2拓展創(chuàng)新銀鋅電池Ⅲ.高能電池(銀鋅電池、鋰電池)第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教電極:Pt制作的惰性電極電解質(zhì)溶液:KOH溶液負(fù)極:2H2-4e-+4OH-＝4H2O正極:O2+2H2O+

4e-＝4OH-

總反應(yīng)：2H2+O2＝2H2O拓展創(chuàng)新氫氧燃料電池若為酸性介質(zhì)，試寫(xiě)出電極反應(yīng)式？思考:負(fù)極：2H2-4e-＝4H+正極:O2+4H++4e-＝2H2OⅣ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/煤氣電池/海水-空氣電池)第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教鋁-空氣-海水電池

Ⅳ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/

煤氣電池/鋁-海水-空氣電池)1991年，我國(guó)首創(chuàng)，用作海上標(biāo)志燈。以海水為電解液，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)電流。負(fù)極：4A1-12e-

＝4A13+

正極：3O2+6H2O+12e-

＝12OH-

電池總反應(yīng)式為：4A1+3O2+6H2O＝4A1(OH)3

這種海水電池比“干電池”的能量高20～50倍。第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教甲烷-氧燃料電池

該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣:

負(fù)極：CH4+10OH--8e-

＝CO32-+7H2O

正極：2O2+4H2O+8e-

＝8OH-

電池總反應(yīng)式為：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2OⅣ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/煤氣電池/海水-空氣電池)第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教小結(jié):①燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率很高，氫氧燃料電池除能量轉(zhuǎn)化率高外還可持續(xù)使用，不污染環(huán)境。②一般的可燃物均可與O2組成燃料電池，如H2、CO、CH4、乙醇等。③燃料電池一般以堿性介質(zhì)作電解液，也可用酸性介質(zhì)作電解液，二者電極上應(yīng)式是有區(qū)別的。如甲烷-氧燃料電池在酸性介質(zhì)中的電極反應(yīng)為：負(fù)極：CH4+2H2O-8e-

＝CO2+8H+

正極：2O2+8H++8e-＝4H2O

總反應(yīng)式為：CH4+2O2＝CO2+2H2O第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教五.原電池的應(yīng)用(1)制作干電池、蓄電池、高能電池等。例1.選擇適宜的材料和試劑設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,以便完成下列反應(yīng):FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2.畫(huà)出原電池的示意圖并寫(xiě)出電極反應(yīng)式.石墨CuFeCl3溶液負(fù)極（銅）：Cu－2e－=Cu2+正極（石墨）：2Fe3++2e－=3Fe2+第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教五.原電池的應(yīng)用(2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例2.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）第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教(3)比較反應(yīng)速率例3.下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是C.粗鋅和1mol/L硫酸；A.純鋅和1mol/L硫酸；B.純鋅和18mol/L硫酸；D.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。（D

）第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教(4)比較金屬腐蝕的快慢例4.下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教(5)判斷溶液pH值變化例6.在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到0.168L升氣體，則流過(guò)導(dǎo)線的電子為_(kāi)_________mol,溶液的pH值為_(kāi)________？（溶液體積變化忽略不計(jì)）0.2解得：y

＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-

＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑4-lg3.750.015第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教六.金屬的腐蝕和防護(hù)(1)判斷下列裝置是否為原電池？若是，指出電極名稱并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。(2)若將Fe棒C棒粉碎摻在一起制成一光亮的Fe－C合金棒，插在HCl里，則是否構(gòu)成了原電池？若是，電極反應(yīng)是什么？長(zhǎng)期放置，鐵棒表面會(huì)有什么變化？第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教(4)鋼鐵腐蝕的本質(zhì)是什么？什么是鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕？為什么常以后者為主？(5)生產(chǎn)上常采取哪些金屬防腐措施？(3)鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或濃度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置，常易生銹變紅，原因是什么？第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教知識(shí)總結(jié)1、2、金屬陽(yáng)離子失e-氧化反應(yīng)金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見(jiàn)普遍）㈠.金屬腐蝕金屬原子金屬腐蝕的本質(zhì)：3、金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化—還原）而腐蝕損耗的過(guò)程。第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2OH2CO3

H++HCO3-電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2+↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教㈡鋼鐵腐蝕的防護(hù)：例6：改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。⒈A.C.銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；B.D.它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬(wàn)港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能的是環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；（D）它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教2.金屬表面覆蓋保護(hù)層3.電化學(xué)保護(hù)法原理：原理：如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保護(hù)層。隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸?！獱奚?yáng)極的陰極保護(hù)法形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教練習(xí)1。

如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：,正極：；若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑第四節(jié)原電池的原理及其應(yīng)用-新人教2、分析右圖，按要求寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）、鐵棒上的電極反應(yīng)式為：（2）、碳棒上的電極反應(yīng)式為：（3）、溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：3、鎳—鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池的負(fù)極材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電A.Cd,（D

）B.NiO(OH),D.Ni(OH)2C.Cd(OH)22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+