1.2課時(shí)1原電池的工作原理課件高二上學(xué)期化學(xué)選擇性必修1

原電池的工作原理第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化1.理解銅鋅原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用；2.形成原電池認(rèn)識(shí)模型，并能利用模型解釋陌生原電池的工作原理。

電池作為一種便攜式能量?jī)?chǔ)存器，消耗量與日俱增，其所含有的酸和重金屬等物質(zhì)，如果泄漏到自然界可引起土壤和水源污染。

電池裝置到底發(fā)生了什么變化，才能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的呢？活動(dòng)·探究活動(dòng)·探究

鹽橋：鹽橋中通常裝有瓊脂凝膠，內(nèi)含氯化鉀或硝酸銨。

鹽橋中的離子能夠定向移動(dòng)。通過(guò)鹽橋可將兩個(gè)相互隔離的電解質(zhì)溶液連接起來(lái)，傳導(dǎo)電流。編號(hào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象ab鋅片逐漸溶解，溶液顏色變淺，銅片表面有紅色固體析出，指針偏轉(zhuǎn)鋅片逐漸溶解，銅片表面有紅色物質(zhì)析出，指針偏轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)活動(dòng)·探究活動(dòng)·探究分析兩個(gè)原電池各部分的作用，確定其電極反應(yīng)物、電極材料和離子導(dǎo)體。裝置負(fù)極材料正極材料電極反應(yīng)物離子導(dǎo)體ⅠⅡ鋅片銅片Zn、Cu2+CuSO4溶液鋅片銅片Zn、Cu2+ZnSO4溶液、鹽橋、CuSO4溶液活動(dòng)·探究活動(dòng)·探究分析兩個(gè)原電池的工作原理，寫(xiě)出電極反應(yīng)。鋅片：Zn－2e－===Zn2+銅片：Cu2++2e－===Cu總反應(yīng)：Cu2++Zn===Cu+Zn2+一、原電池的工作原理陰離子移向負(fù)極正極e-電解質(zhì)溶液陽(yáng)離子移向I1.電子流向：原電池中電子由負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極；兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等。3.離子移動(dòng)方向：溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。2.電流方向：電流方向與電子流向恰好相反，即由正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極。[思考]鹽橋中的離子是怎樣運(yùn)動(dòng)的？鹽橋中的Cl-移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使氧化還原反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。鹽橋在原電池裝置中的作用是形成閉合回路，平衡電荷，產(chǎn)生穩(wěn)定電流[思考]對(duì)比兩裝置，能更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是？原因是？a裝置中負(fù)極直接與CuSO4溶液接觸，導(dǎo)致部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生的電流強(qiáng)度小。一、原電池的工作原理電極本身或者是與電極接觸的氧化劑、還原劑外電路只有電子通過(guò)內(nèi)電路只有離子通過(guò)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（能對(duì)外釋放能量）反應(yīng)電極電極反應(yīng)物導(dǎo)體導(dǎo)電材料下列裝置中，能構(gòu)成原電池的是________(填序號(hào))，能構(gòu)成原電池的指出電極的名稱并寫(xiě)出電極反應(yīng)。①②⑤①Cu是正極：2H＋＋2e－===H2↑；Fe是負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋。②Zn是負(fù)極：Zn－2e－===Zn2＋；Fe是正極：Cu2＋＋2e－===Cu。⑤Ag是正極：2Ag＋＋2e－===2Ag；Cu是負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋。原電池中正、負(fù)極的判斷判斷依據(jù)負(fù)極正極電子流動(dòng)方向電子流出電子流入離子導(dǎo)體中陰、陽(yáng)離子定向移動(dòng)的方向陰離子移向的電極陽(yáng)離子移向的電極電流方向電流流入極電流流出極兩極發(fā)生的反應(yīng)失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)得電子，發(fā)生還原反應(yīng)電極材料活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬活動(dòng)性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬二、原電池工作原理的應(yīng)用1.加快化學(xué)反應(yīng)速率當(dāng)試管a中滴入CuSO4溶液后，觀察到其中產(chǎn)生氣泡的速率較試管b中的____，其原因是_________________________________________________________?？霤uSO4溶液與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，從而形成微小鋅銅原電池，加快產(chǎn)生H2的速率2.比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱有a、b、c、d四個(gè)金屬電極，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：實(shí)驗(yàn)裝置

部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a極質(zhì)量減小，b極質(zhì)量增加b極有氣體產(chǎn)生，c極無(wú)變化d極溶解，c極有氣體產(chǎn)生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是___________。d＞a＞b＞c3.設(shè)計(jì)原電池利用反應(yīng)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置。(1)在下圖方框中畫(huà)出兩種原電池裝置圖，標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液。

單液原電池裝置圖

帶鹽橋的雙液原電池裝置圖

(說(shuō)明：正極材料除石墨外，還可以用銀、金、鉑等)(2)寫(xiě)出電極反應(yīng)式。負(fù)極：__________________________________。正極：__________________________________。3.設(shè)計(jì)原電池利用反應(yīng)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置。Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋設(shè)計(jì)原電池的一般思路首先將氧化還原反應(yīng)拆分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)。其次確定正、負(fù)極選擇電極材料，還原劑(一般為比較活潑的金屬)為負(fù)極，比較不活潑的金屬或惰性電極為正極。最后用導(dǎo)線連接兩個(gè)電極并插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路，如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行，中間應(yīng)用鹽橋連接。1.分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置,其中結(jié)論正確的是(

)A.①②中Mg是負(fù)極,③④中Fe是負(fù)極B.②中Mg是正極,電極反應(yīng)為6H2O+6e-===6OH-+3H2↑C.③中Fe是負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+D.④中Cu是正極,電極反應(yīng)為2H++2e-===H2↑B2.判斷下列裝置的正負(fù)極，并寫(xiě)出電極方程式？

負(fù)極：

正極：總反應(yīng)式：Mg-2e－===Mg2+2H++2e－===H2↑2H++Mg===H2↑+Mg2+負(fù)極：

正極：總反應(yīng)式：2Al+2OH－+2H2O===2AlO2+3H2↑－2Al+8OH－-6e－===2AlO2+4H2O－6H2O+6e－===6OH－+3H2↑[注意]原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成活潑電極一定作負(fù)極的思維定勢(shì)。3.依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)電極X的材料是

;電解質(zhì)溶液Y是

。

(2)銀電極為電池的

極,發(fā)生的電極反應(yīng)為

;X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為

。

(3)外電路中的電子是從

極流向

極。

Cu-2e-=Cu2+CuAgNO3溶液正2Ag++2e-=2Ag負(fù)(Cu)正(Ag)4.X、Y、Z、W四塊金屬板分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中構(gòu)成原電池。X、Y相連時(shí),X為負(fù)極;Z、W相連時(shí),電流方向是W→Z;X、Z相連時(shí),Z極上產(chǎn)生大量氣泡;W、Y相連時(shí),W極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷四種金屬的