黑龍江省虎林市高中化學(xué)《原電池》課件 新人教版選修3

1、電池發(fā)明的小故事,1791年他在解剖時(shí)在實(shí)驗(yàn)室將懸有去了皮的青蛙腿的銅鉤掛在鐵架臺(tái)上，當(dāng)青蛙碰到鐵桿時(shí)，發(fā)現(xiàn)蛙腿會(huì)有肌肉抽搐的現(xiàn)象。伽伏尼認(rèn)為動(dòng)物的組織會(huì)產(chǎn)生電流，而金屬是傳遞電流的導(dǎo)體。,（意大利生物學(xué)家伽伏尼）,【演示實(shí)驗(yàn)一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？,鋅片上有氣泡產(chǎn)生,原理:,Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,【演示實(shí)驗(yàn)二】鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中有何現(xiàn)象？,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 銅片上有氣泡產(chǎn)生,問(wèn)題探究,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)?,2H+ + 2e=H2,Cu,Zn,

2、稀硫酸,Zn2+,H+,H+,電流計(jì),Zn2e = Zn2+,2H+ + 2e=H2,3.如何檢驗(yàn)電子的流動(dòng)?,從化學(xué)反應(yīng)來(lái)看，使自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的氧化和還原兩個(gè)過(guò)程分別在兩個(gè)電極上發(fā)生，使電子定向移動(dòng)形成電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。,工作原理,電池發(fā)明的小故事,1791年他在解剖時(shí)在實(shí)驗(yàn)室將懸有去了皮的青蛙腿的銅鉤掛在鐵架臺(tái)上，當(dāng)青蛙碰到鐵桿時(shí)，發(fā)現(xiàn)蛙腿會(huì)有肌肉抽搐的現(xiàn)象。伽伏尼認(rèn)為動(dòng)物的組織會(huì)產(chǎn)生電流，而金屬是傳遞電流的導(dǎo)體。,他從獨(dú)特的角度認(rèn)為電流是由兩種不同的金屬產(chǎn)生的，經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)，終于在1800年成功研制了世界上第一個(gè)能產(chǎn)生穩(wěn)定電流的電池（見右圖）。,（意大利生物學(xué)家伽伏

3、尼）,（法國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家伏特）,問(wèn)題探究：使電子定向移動(dòng)形成電流應(yīng)該具備哪些條件？,1、前提：自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)（有電子轉(zhuǎn)移）,Cu Zn原電池中Zn片換成Ag片能形成原電池嗎 ？,（不可以）,2、電子為什么會(huì)定向移動(dòng)（動(dòng)力）？,電子定向移動(dòng)的動(dòng)力：兩極有電勢(shì)差 條件：兩種不同的金屬 （或一種金屬與石墨）作電極,電解質(zhì)溶液,（不可以）,能形成原電池嗎 ？,（可以）,Cu,Zn,整個(gè)裝置形成電流的閉合回路,負(fù)極,正極,電燈,3、電子要定向移動(dòng)還需什么條件?,原電池的構(gòu)成條件： 1、能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 2、兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導(dǎo)體） 構(gòu)成電極（活潑的為負(fù)極）

4、3、電解質(zhì)溶液 4、構(gòu)成閉合回路,(),(),(),2H+2e-H2,負(fù)極：,總反應(yīng)：,正極：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,正極：,負(fù)極：,總反應(yīng)：,Zn2e- Zn2+,2H+2e- H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e - Fe2+,Cu2+2e- Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,（不可以）,Cu,Zn,外電路：負(fù)極不斷產(chǎn)生電子跑到正極 電流：正極到負(fù)極,負(fù)極,正極,電燈,Cu,Zn,溶液中陰陽(yáng)離子分別向哪一個(gè)電極運(yùn)動(dòng)？,Zn2+,負(fù)極,正極,靜電作用,內(nèi)電路：,陽(yáng)離子,正極,陰離子,負(fù)極,鐵 棒,銅 棒,有下列材料:Al條(2

5、片),Cu條(2片),電線,水果(西紅柿),電流計(jì)等,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)能使電流計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置.,活動(dòng)與探究二,如教材P13圖1-8所示，向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液和 30ml1.0mol/L的ZnSO4溶液分別插入銅片和鋅片，連接導(dǎo)線和電流計(jì)，觀察現(xiàn)象。將鹽橋插入兩只燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液，觀察現(xiàn)象。,現(xiàn)象:,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 鋅片變薄 銅片變厚,根據(jù)Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。,活動(dòng)與探究二,設(shè)計(jì)原電池的思路：,3.畫出裝置示意圖,前提：是氧化還原反應(yīng),1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)。,2、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)

6、溶液,怎樣能使電解質(zhì)溶液連通構(gòu)成原電池？,鹽橋中一般裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍; 膠凍的作用是防止管中溶液流出; K+和Cl-能在膠凍內(nèi)自由移動(dòng)。,CuSO4,ZnSO4,思考： 1、鹽橋的作用是什么？,2、 此電池的優(yōu)點(diǎn)？,能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流，提高原電池電流效率。,補(bǔ)充電荷，使兩池溶液保持電中性。,使裝置形成閉合路。,Cu,Fe,CuSO4,FeSO4,練習(xí)： 利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。,正極：2Fe32e- =2Fe2+,負(fù)極：Cu-2e- =Cu2+,Cu,C,CuSO4,FeCl3,(-)：Zn 2e- = Zn2+,

7、(+)：2H+ +2e- = H2,電池反應(yīng)： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,3、把右圖設(shè)計(jì)成有鹽橋的原電池裝置，并寫出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式,、原電池的正負(fù)極的判斷方法,電子流出的極 電子流入的極,負(fù)極 正極,較活潑的電極材料 較不活潑的電極材料,質(zhì)量增加的電極 工作后 質(zhì)量減少的電極,負(fù)極 正極,正極 負(fù)極,工作后，有氣泡冒出的電極為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)的極 發(fā)生還原反應(yīng)的極,負(fù)極 正極,1.如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（ ）,A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4 B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸

8、 C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液 D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液,D,負(fù)極：2 Al+ 8OH6e- =2Al O2 +4H2O 正極：6H+ + 6 e- =3 H2 總：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2 ,稀 硫 酸,負(fù)極： Mg 2e- = Mg2+ 正極： 2H+ + 2e- = H2 總：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ,、原電池電極反應(yīng)式的書寫,1、確定原電池正負(fù)極，以及兩極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng) 2、重視介質(zhì)是否參加反應(yīng)，注意兩極得失電子總數(shù)相等 3、將兩極電極反應(yīng)式相加即得原電池的總反應(yīng)式,練習(xí)：

9、1、下列關(guān)于下圖所示原電池的說(shuō)法正確的是 A 鋁片為正極 B 正極上有H2產(chǎn)生 C Al是電池的負(fù)極，開始工作時(shí)溶液中會(huì)立即有白色沉淀析出 D 當(dāng)轉(zhuǎn)移0.04 mol e- 時(shí)，產(chǎn)生 0.01 mol O2,Cu,B、C,5.利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；,2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣；,1.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較；,3.電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。,原電池的主要應(yīng)用：,4.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象,練習(xí)2. 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)?_

10、,ZYXW,(1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。,例1：,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）,原電池原理應(yīng)用：,(2)比較反應(yīng)速率,例2 ：,下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是,粗鋅和 1mol/L 鹽酸；,B.,A.,純鋅和1mol/L 硫酸；,純鋅和18 mol/L 硫酸；,C.,粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。,D.,（ D ）,原電池原理應(yīng)用：,(3)比較金屬腐蝕的快慢,例

11、3：,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),原電池原理應(yīng)用：,例4：,下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速 率由慢到快的順序是,(4),(2),(1),(3),(4)判斷溶液pH值變化,例5：,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 mol,溶液的pH值變_(填“變大”、“變小”、“不變”)？（溶液體積變化忽略不計(jì)）,變大,0.015,原電池原理應(yīng)用：,(5)原電池原理的綜合應(yīng)用,例6：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋”