《4.1.1 原電池的工作原理》參考課件

第一課時(shí)原電池的工作原理第一節(jié)原電池【考綱要求】認(rèn)識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。了解原電池的工作原理，能設(shè)計(jì)簡單的原電池。知識導(dǎo)航要想使氧化還原反應(yīng)釋放的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，就要設(shè)計(jì)一種裝置，使

反應(yīng)和

反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，并使其間的

轉(zhuǎn)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(chǔ)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(chǔ)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(xué)能化學(xué)電源氧化還原反應(yīng)理論基礎(chǔ)課堂導(dǎo)入1.原電池的電極：電子流出的電極叫“負(fù)極”電子流入的電極叫“正極”2.電極反應(yīng)式：負(fù)極：Zn－2e－=Zn2＋

氧化反應(yīng)正極：2H＋＋2e－=H2↑還原反應(yīng)電池總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑3.電子流向：負(fù)極→導(dǎo)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(fù)極【知識回顧】必修二原電池正、負(fù)極的判斷1.自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（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(gòu)成條件一．原電池原理1．原電池的概念和實(shí)質(zhì)：(1)概念：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)實(shí)質(zhì)：利用能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。存在的問題：將鋅片、銅片置于稀硫酸中并以導(dǎo)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(yīng)和還原反應(yīng)并沒有完全隔開，如鋅與其接觸的稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，電流會(huì)逐漸衰減。一．原電池原理2．實(shí)驗(yàn)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(gè)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(dòng)。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(dòng)，平衡電荷，使連接的兩溶液保持電中性(2)使兩個(gè)隔離的電解質(zhì)溶液連接起來，構(gòu)成閉合回路，使電流持續(xù)傳導(dǎo)。(3)使用鹽橋是將兩個(gè)半電池完全隔開，減少副反應(yīng)，可以獲得單純的電極反應(yīng)，有利于最大限度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)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(fù)極正極Zn－

2e－＝Zn2＋電子流出，電流流入氧化反應(yīng)陰離子移向Cu2＋＋2e－＝Cu電流流出，電子流入還原反應(yīng)陽離子移向鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)，陽離子移向正極區(qū)【典例1】有關(guān)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(dòng)B．電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片C．正極的電極反應(yīng)是Ag＋＋e－==AgD．Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)【答案】A二．原電池的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)的速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快，例如，在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)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。二．原電池的應(yīng)用2．比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱例如，有兩種金屬a和b，用導(dǎo)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(fù)極、b是正極，且金屬活動(dòng)性：a>b。3.金屬的防護(hù)。使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。二．原電池的應(yīng)用4．設(shè)計(jì)原電池理論上，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計(jì)成原電池。(a)外電路負(fù)極——化合價(jià)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(jià)降低的物質(zhì)作電解質(zhì)溶液。如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2【典例2】設(shè)計(jì)原電池裝置證明Fe3＋的氧化性比Cu2＋強(qiáng)。（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(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，電極反應(yīng)式分別是：①負(fù)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(fù)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(dǎo)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(yuǎn)·高二期末）下列裝置中，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是A．

B．

C．

D．【答案】D3．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A．正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B．原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置C．原電池工作時(shí)，正極和負(fù)極上發(fā)生的都是氧化還原反應(yīng)D．鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極就有0.1g氫氣生成【答案】B4．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)，外電路的電流由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)，d極逐漸溶解，則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ〢．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(shè)計(jì)如圖所示