蘇教版選修4 專題第1第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化（第1課時） 課件（35張）.ppt

第一課時原電池的工作原理 專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 設(shè)疑 請根據(jù)你的經(jīng)驗猜想zn與cuso4溶液的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng) 并設(shè)計實驗方案加以證明 活動與探究一 向盛有30ml1 0mol lcuso4溶液的小燒杯中 加入適量鋅粉 用溫度計測量溶液的溫度 觀察溫度計的變化 現(xiàn)象 溫度迅速上升 有紅色物質(zhì)析出 結(jié)論 zn cu2 zn2 cu 創(chuàng)設(shè)情景 除了可以將該反應(yīng)放出的能量轉(zhuǎn)化為熱能之外 還能通過該反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為什么能量 一 原電池 1 原電池 2 原電池工作原理 氧化 還原反應(yīng) 把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 知識回顧 判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池 思考原電池的構(gòu)成條件 練習(xí) 形成原電池的一般條件 0 前提條件 有自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 1 有兩種活潑性不同的導(dǎo)電材料作電極 不同的金屬或金屬與非金屬導(dǎo)體 2 兩個電極必須插入電解質(zhì)溶液中 3 兩極相連形成閉合回路 用導(dǎo)線連接或電極直接接觸 小組討論 根據(jù)zn cu2 zn2 cu設(shè)計一個銅 鋅原電池 指出所選用的電解質(zhì)溶液 寫出該原電池的兩電極反應(yīng)式 總反應(yīng)式 畫出原電池的構(gòu)造圖 正極 銅電極 還原反應(yīng)cu2 2e cu負極 鋅電極 氧化反應(yīng)zn 2e zn2 電池總反應(yīng) zn cu2 cu zn2 cu zn 練習(xí) 結(jié)合原電池的構(gòu)成條件 判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池 cuso4 znso4 活動與探究二 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 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 電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅片變薄銅片變厚 結(jié)論 zn 2e zn2 cu2 2e cu 一 原電池的工作原理 電路 外電路 內(nèi)電路 電子流向 由失電子的一極向得電子的一極 即負極 正極 電流方向 與電子流向相反 陰離子流向與電子流向一致 陽離子流向與電流一致 2 電極 負極 電子流出的一極 正極 電子流入的一極 3 電極反應(yīng)式 負極 氧化反應(yīng) zn 2e zn2 正極 還原反應(yīng) cu2 2e cu 4 總反應(yīng)式 氧化還原反應(yīng) zn cu2 zn2 cu 一 原電池的工作原理 鹽橋 在u型管中裝滿用飽和kcl溶液的瓊脂 思考 1 鹽橋的作用是什么 1 使整個裝置構(gòu)成通路 代替兩溶液直接接觸 2 使cl 向鋅鹽方向移動 k 向銅鹽方向移動 使zn鹽和cu鹽溶液一直保持電中性 從而使電子不斷從zn極流向cu極 起平衡電荷的作用 2 此電池的優(yōu)點 能產(chǎn)生持續(xù) 穩(wěn)定的電流 提高原電池電流效率 二 原電池的設(shè)計例 利用fe cu2 fe2 cu設(shè)計一個原電池 畫出示意圖 寫出電極反應(yīng) 負極 fe 2e fe2 正極 cu2 2e cu cu fe cuso4 feso4 設(shè)計原電池的思路 半電池 畫出裝置示意圖 電極材料 電解質(zhì)溶液 根據(jù)電極反應(yīng)確定 還原劑 電極材料 和氧化產(chǎn)物 電解質(zhì)溶液 為負極的半電池氧化劑 電解質(zhì)溶液 和還原產(chǎn)物 電極材料 為正極的半電池 外電路 用導(dǎo)線連通 可以接用電器 內(nèi)電路 是將電極浸入電解質(zhì)溶液中 并通過鹽橋溝通內(nèi)電路 或其它不活潑材料 根據(jù)負極氧化 正極還原寫出電極反應(yīng)式 前提 是氧化還原反應(yīng) 練習(xí) 利用2fe3 cu 2fe2 cu2 設(shè)計一個原電池 畫出示意圖 寫出電極反應(yīng) 正極 2fe3 2e 2fe2 負極 cu 2e cu2 cu c cuso4 fecl3 小結(jié) 原電池工作原理根據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計原電池 電解質(zhì)溶液 陽離子 氧化反應(yīng) 負極正極 還原反應(yīng) 電子沿導(dǎo)線傳遞 產(chǎn)生電流 陰離子 zn 2e zn2 2h 2e h2 電池反應(yīng) zn 2h zn2 h2 3 把右圖設(shè)計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 三 原電池的正負極的判斷方法 電子流出的極電子流入的極 負極 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 負極 正極 正極 負極 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 負極 正極 四 原電池電極反應(yīng)式的書寫 1 確定原電池正負極 以及兩極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì) 負極發(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 1 如圖裝置 電流表g發(fā)生偏轉(zhuǎn) 同時a極逐漸變粗 b極逐漸變細 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h2so4b a是銅 b是鋅 c為稀硫酸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 負極 2al 8oh 6e 2alo2 4h2o正極 6h 6e 3h2 總 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 稀硫酸 負極 mg 2e mg2 正極 2h 2e h2 總 mg 2h mg2 h2 不同的介質(zhì)不同的電極反應(yīng) 負極 fe 2e fe2 正極 2h 2e h2 總 fe 2h fe2 h2 負極 2fe 4e 2fe2 正極 2h2o o2 4e 4oh 總 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 不同的介質(zhì)不同的電極反應(yīng) 負極 cu 2e cu2 正極 4h 2no3 2e 2no2 2h2o總 cu 4h 2no3 2no2 cu2 2h2o 稀h2so4 負極 2al 6e 2al3 正極 6h 6e 3h2 總 2al 6h 2al3 3h2 練習(xí) 1 下列關(guān)于下圖所示原電池的說法正確的是a鋁片為正極b正極上有h2產(chǎn)生cal是電池的負極 開始工作時溶液中會立即有白色沉淀析出d當(dāng)轉(zhuǎn)移0 04mole 時 產(chǎn)生0 01molo2 cu b c 練習(xí)2 x y z w四種金屬片進入稀鹽酸中 用導(dǎo)線連接 可以組成原電池 實驗結(jié)果如下圖所示 則四種金屬的活潑性由強到弱的順序為 z y x w 4 利用原電池原理設(shè)計新型化學(xué)電池 2 改變化學(xué)反應(yīng)速率 如實驗室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣 1 進行金屬活動性強弱比較 3 電化學(xué)保護法 即將金屬作為原電池的正極而受到保護 如在鐵器表面鍍鋅 原電池的主要應(yīng)用 1 比較金屬活動性強弱 例1 下列敘述中 可以說明金屬甲比乙活潑性強的是 c 將甲乙作電極組成原電池時甲是負極 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 同價態(tài)的陽離子 甲比乙的氧化性強 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18mol 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 若工作一段時間后 從裝置中共收集到0 168l升氣體 則流過導(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 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 啟