《4.1.1 原電池的工作原理》參考課件

第一課時原電池的工作原理第一節(jié)原電池【考綱要求】認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。了解原電池的工作原理，能設計簡單的原電池。知識導航要想使氧化還原反應釋放的能量直接轉變?yōu)殡娔?，就要設計一種裝置，使

反應和

反應分別在兩個不同的區(qū)域進行，并使其間的

轉移，在一定條件下形成

。為了使用方便，還需要把可產(chǎn)生的

以

的形式儲存起來。

就是這樣的一種裝置。這種裝置可以將

體系的能量儲存起來，類似于水庫的蓄存水能。氧化還原電子電流電能化學能化學電源氧化還原反應理論基礎課堂導入1.原電池的電極：電子流出的電極叫“負極”電子流入的電極叫“正極”2.電極反應式：負極：Zn－2e－=Zn2＋

氧化反應正極：2H＋＋2e－=H2↑還原反應電池總反應：Zn+2H+=Zn2++H2↑3.電子流向：負極→導線→正極4.電流方向：與電子流向相反5.離子移向：陽離子→正極陰離子→負極【知識回顧】必修二原電池正、負極的判斷1.自發(fā)的氧化還原反應（前提）2.兩種活潑性不同的電極（兩極）3.電解質(zhì)溶液（一液）4.形成閉合回路（一回路）原電池構成條件一．原電池原理1．原電池的概念和實質(zhì)：(1)概念：將化學能轉化為電能的裝置。(2)實質(zhì)：利用能自發(fā)進行的氧化還原反應把化學能轉化為電能。存在的問題：將鋅片、銅片置于稀硫酸中并以導線連接起來組成原電池，可以獲得電流。這種原電池中氧化反應和還原反應并沒有完全隔開，如鋅與其接觸的稀硫酸發(fā)生反應，電流會逐漸衰減。一．原電池原理2．實驗4-1雙液電池將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個鹽橋連接鹽橋：裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，離子可以在其中自由移動。一．原電池原理3．原電池中鹽橋的作用：(1)通過鹽橋中離子的定向移動，平衡電荷，使連接的兩溶液保持電中性(2)使兩個隔離的電解質(zhì)溶液連接起來，構成閉合回路，使電流持續(xù)傳導。(3)使用鹽橋是將兩個半電池完全隔開，減少副反應，可以獲得單純的電極反應，有利于最大限度地將化學能轉化為電能。一．原電池原理4．雙液電池的工作原理

SO42－Zn2+e－e－SO42－Cu2+K+CuZnK+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－Cl－K+K+K+K+Cl－Cl－K+Cl－Cl－Cl－Cl－K+負極正極Zn－

2e－＝Zn2＋電子流出，電流流入氧化反應陰離子移向Cu2＋＋2e－＝Cu電流流出，電子流入還原反應陽離子移向鹽橋中的陰離子移向負極區(qū)，陽離子移向正極區(qū)【典例1】有關如圖所示原電池(鹽橋中吸附有KNO3飽和溶液)的敘述不正確的是()A．鹽橋中的K＋向Cu片移動B．電子沿導線由Cu片流向Ag片C．正極的電極反應是Ag＋＋e－==AgD．Cu片上發(fā)生氧化反應，Ag片上發(fā)生還原反應【答案】A二．原電池的應用1．加快氧化還原反應的速率構成原電池的反應速率比直接接觸的反應速率快，例如，在鋅與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應生成Cu，從而形成Cu－Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2的速率。二．原電池的應用2．比較金屬活動性強弱例如，有兩種金屬a和b，用導線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。由此可判斷出a是負極、b是正極，且金屬活動性：a>b。3.金屬的防護。使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。二．原電池的應用4．設計原電池理論上，任何一個自發(fā)的氧化還原反應，都可以設計成原電池。(a)外電路負極——化合價升高的物質(zhì)正極——活潑性弱的物質(zhì)，一般選碳棒(b)內(nèi)電路：化合價降低的物質(zhì)作電解質(zhì)溶液。如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2【典例2】設計原電池裝置證明Fe3＋的氧化性比Cu2＋強。（1）寫出能說明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的離子方程式：___________________________________。（2）若要將上述反應設計成原電池，電極反應式分別是：①負極：_________________②正極：_________________。（3）畫出裝置圖，指出電極材料和電解質(zhì)溶液：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋Cu-2e-=Cu2＋2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋效果檢測1．如圖所示，下列對于該原電池的敘述正確的是()A．銅是負極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B．銅片質(zhì)量逐漸減小C．電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片D．氫離子在銅片表面被還原【答案】D2．（2021·甘肅靖遠·高二期末）下列裝置中，電流表指針會發(fā)生偏轉的是A．

B．

C．

D．【答案】D3．下列關于原電池的敘述中正確的是()A．正極和負極必須是兩種不同的金屬B．原電池是把化學能轉化成電能的裝置C．原電池工作時，正極和負極上發(fā)生的都是氧化還原反應D．鋅、銅和鹽酸構成的原電池工作時，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極就有0.1g氫氣生成【答案】B4．把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，外電路的電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時，d極逐漸溶解，則四種金屬的活動性由強到弱的順序為（）A．a(chǎn)>b>c>d B．a(chǎn)>c>d>b C．c>a>d>b D．b>d>c>a【答案】B5．（2021·安徽·高二月考）NO2是大氣的主要污染物之一，某研究小組設計如圖所示