6.1.3原電池的構(gòu)成條件及應(yīng)用課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版

2023-2024學(xué)年必修第二冊(人教版2019)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？稀硫酸AgCuA稀硫酸ZnCu稀硫酸ZnFeZnH2SO4溶液

G√√√√CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子SO42-發(fā)生溶解產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極電流方向：正極沿導(dǎo)線負(fù)極外電路：內(nèi)電路：陰離子負(fù)極陽離子正極外電路內(nèi)電路2H++2e－=H2↑

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第3課時原電池原理的應(yīng)用PART01PART02宏觀辨識與微觀探析：認(rèn)識化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化；明確原電池的構(gòu)成條件。實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識：探究原電池的原理和組成條件，培養(yǎng)分析與歸納能力，學(xué)習(xí)設(shè)計原電池的方法設(shè)計原電池[學(xué)習(xí)任務(wù)一]原電池的應(yīng)用1、設(shè)計化學(xué)電源設(shè)計原電池的基本思路還原劑＋氧化劑＝氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物氧化還原反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)分開進(jìn)行形成閉合回路（失電子）（得電子）原電池負(fù)極反應(yīng)物負(fù)極材料正極反應(yīng)物正極材料？原理：理論上任何自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池設(shè)計思路(1)定反應(yīng)：確定一個能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。(2)拆兩半：將氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，

分別作為負(fù)極和正極的電極反應(yīng)

還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物(負(fù)極電極反應(yīng))；

氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物(正極電極反應(yīng))。(3)找材料：電極材料必須導(dǎo)電，負(fù)極材料一般選擇較活潑的金屬材料，

或者在該氧化還原反應(yīng)中，本身失去電子的材料；

電解質(zhì)溶液一般能與負(fù)極反應(yīng)。(4)畫裝置：連接電路形成閉合回路，畫出原電池示意圖。[例1]設(shè)計原電池，以Fe+CuSO4=FeSO4+Cu進(jìn)行設(shè)計，畫出原電池示意圖，標(biāo)出正負(fù)極和電子移動方向，并寫出該電池的正負(fù)極電極反應(yīng)式。1.已知反應(yīng)Cu＋2FeCl3=CuCl2

+2FeCl2

，請設(shè)計原電池，寫出電極反應(yīng)式。正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Cu－2e-＝Cu2+2Fe3++2e-＝2Fe2+2Fe3++Cu＝Cu2++2Fe2+2.下面是四個化學(xué)反應(yīng)，你認(rèn)為理論上<zzd>不可</zzd>用于設(shè)計原電池的化學(xué)反應(yīng)是(

)

D思考實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時，常在稀硫酸中加入少量的硫酸銅溶液，其目的是什么？H＋H＋提示：裝置乙產(chǎn)生H2的反應(yīng)速率快。裝置甲中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)都在Zn表面進(jìn)行，生成的Zn2＋排斥H＋，使H＋越來越難靠近Zn表面得電子。裝置乙構(gòu)成了原電池，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個不同區(qū)域進(jìn)行，Zn失去的電子沿導(dǎo)線聚集在Cu棒上，溶液中H＋非常容易靠近Cu表面得電子生成H2，因此反應(yīng)速率加快。2、加快化學(xué)反應(yīng)速率在鋅與稀H2SO4反應(yīng)制取氫氣時加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，從而形成Cu－Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2的速率練習(xí)：過量鐵與少量稀硫酸反應(yīng)，為了加快反應(yīng)速率，但是又不影響生成氫氣的總量，可以采取的措施是（）A．加入適量NaCl溶液 B．加入適量的水C．加入幾滴硫酸銅溶液 D．再加入少量稀硫酸C一般來說，作負(fù)極的金屬的活動性強(qiáng)于正極金屬3、判斷金屬活動性強(qiáng)弱比較把A、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，A為負(fù)極；C、D相連時，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時，電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A；B、D相連時，電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B，則此四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/p>

）①A＞B＞C＞D②A＞C＞D＞B③C＞A＞B＞D④B＞A＞C＞DA＞BC＞DA＞CD＞B②

X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示:則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_____________Z>Y>X>W活動性：Z

>Y活動性：Y

>X活動性：Z

>W活動性：X>W4、用于金屬保護(hù)原理：作原電池正極的金屬材料不參與反應(yīng)方法：將被保護(hù)金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)，

另外一種金屬作負(fù)極被腐蝕如在船底表面鑲嵌鋅塊，以減少船體被海水腐蝕。犧牲陽極的陰極保護(hù)法

練習(xí)：如圖下列各燒杯中都盛有海水，鐵在其中腐蝕由快到慢的順序是（）FeABSnFeCZnFeDCuFeA.B＞A＞C

＞

DB.D＞

C＞

A

＞

BC.D＞

B＞

A

＞

CD.C

＞

B＞

D＞

A原電池的判斷方法判斷正負(fù)極寫出總反應(yīng)式及電極反應(yīng)式【例題1】負(fù)極(銅)：Cu-2e-=Cu2+正極(銀)：2Ag++2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2++2AgCuAgAgNO3CFeCuSO4正極(石墨)：Cu2++2e－=Cu負(fù)極(鐵)：Fe

－2e－

=Fe2+

Fe＋Cu2+＝Fe2＋＋Cu作差法[學(xué)習(xí)任務(wù)二]電極反應(yīng)方程式的書寫

[例題2]

請寫出右邊原電池的電極反應(yīng)式。Mg

AlNaOH溶液A先寫出總反應(yīng)：即負(fù)極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al+2H2O

+2OH－=2AlO2－+3H2↑拆成離子方程式：根據(jù)化合價升降判斷正負(fù)極2Al-6e－＝2Al3+2Al3++8OH-=2AlO2-+4H2O

負(fù)極總反應(yīng)：2Al+8OH-

－6e－＝2AlO2-+4H2O正極：總反應(yīng)－負(fù)極反應(yīng)：6H2O＋6e－＝6OH—＋3H2↑-6e-+6e-分析負(fù)極反應(yīng)過程請寫出右邊原電池的電極反應(yīng)式。Mg

AlNaOH溶液A(－)(＋)四步法負(fù)

極：

Al

＝AlO2-一步：

二步：

三步：

四步：

Al－3e－

＝AlO2-Al+4OH-

－3e－＝AlO2-

+2H2O

Al－3e－

+4OH-

＝AlO2-正

極：

2H2O＋2e－＝2OH—＋H2↑總反應(yīng)：2Al+2H2O

+2OH－=2AlO2－+3H2↑×2×3四步法——電極反應(yīng)式書寫方法：【歸納總結(jié)】判找標(biāo)配準(zhǔn)確找出電極反應(yīng)物和電極產(chǎn)物準(zhǔn)確判斷電池的正、負(fù)極根據(jù)有關(guān)元素化合價變化標(biāo)出電子得失數(shù)目根據(jù)環(huán)境配平電荷，最后根據(jù)原子個數(shù)配平電極反應(yīng)式電極反應(yīng)：負(fù)極失去電子的一極氧化反應(yīng)活性強(qiáng)正極得到電子的一極還原反應(yīng)活性弱負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.負(fù)極():.正極():.總反應(yīng)式:.H2SO4(aq)

AgFe典題精練1.請在圖上標(biāo)出電子的流動方向和電流方向，并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。ZnCuIe-e-IFeFe－2e-=Fe2+Ag2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑CuSO4(aq)ZnZn－2e-=Zn2+

CuCu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++

Cu外電路：負(fù)極→正極e-正極→負(fù)極Ⅰ2.Al和Cu作電極所構(gòu)成的原電池電解質(zhì)溶液為稀硫酸①Al作____極,②Cu作____極電極反應(yīng)式是：負(fù)極___________________

正極___________________

總反應(yīng)式_____________________負(fù)正2Al-6e-=2Al3+6H++6e-=3H2↑2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑(2Al+6H+=2Al3++3H2↑)變式Al和Cu作電極所構(gòu)成的原電池電解質(zhì)溶液為濃硝酸①Al作____極②Cu作____極電極反應(yīng)式是：負(fù)極___________________

正極___________________總反應(yīng)式_______________________正負(fù)Cu-2e-=Cu2+2NO3-+4H++2e-=2NO2↑+2H2OCu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O)Cu

Al稀硫酸A原電池的特點(diǎn)：(1)氧化反應(yīng)(負(fù)極)、還原反應(yīng)(正極)分別在兩極上發(fā)生。有電流產(chǎn)生(