選修四原電池PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1思考思考: :這個(gè)裝置利用了什么原理這個(gè)裝置利用了什么原理? ?第1頁(yè)/共26頁(yè)第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 原原 電電 池池第2頁(yè)/共26頁(yè)一、原電池及其工作原理：一、原電池及其工作原理：1.1.定義：定義：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池。原電池原電池負(fù)極：相對(duì)活潑的電極負(fù)極：相對(duì)活潑的電極正極：相對(duì)不活潑的電極為正極正極：相對(duì)不活潑的電極為正極原電池原電池負(fù)極負(fù)極：正極正極：失電子的氧化反應(yīng)失電子的氧化反應(yīng)得電子的還原反應(yīng)得電子的還原反應(yīng)2.2.電極名稱：電極名稱：3.3.電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：第3頁(yè)/共26頁(yè)4. 4. 原電池的形成

2、條件原電池的形成條件(4)(4)形成閉合回路。形成閉合回路。（1 1）能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)：）能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)： 電極和電解質(zhì)溶液電極和電解質(zhì)溶液 兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）兩電極上分別有還原劑和氧化劑（燃料電池）（2 2）電解質(zhì)溶液：）電解質(zhì)溶液：參與電極反應(yīng)或構(gòu)成內(nèi)電路參與電極反應(yīng)或構(gòu)成內(nèi)電路（3 3）兩導(dǎo)體作電極：）兩導(dǎo)體作電極：活動(dòng)性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬活動(dòng)性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體石墨），與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負(fù)導(dǎo)體石墨），與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負(fù)極。極。兩不活潑的導(dǎo)體石墨或兩不活潑的導(dǎo)體石墨或PtPt等。（燃料電

3、池電等。（燃料電池電極）極）第4頁(yè)/共26頁(yè)5.5.定向移動(dòng)方向定向移動(dòng)方向：電子、離子：電子、離子原電池原電池“負(fù)極給出電子，并流向正極負(fù)極給出電子，并流向正極”必發(fā)生必發(fā)生失電子失電子的的氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)必發(fā)生必發(fā)生得電子得電子的的還原反應(yīng)還原反應(yīng)第5頁(yè)/共26頁(yè)例例1. 1. 下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNnZCu4OS2Cu CuSO4第6頁(yè)/共26頁(yè)例例2. 2. 在盛有稀在盛有稀H H2 2SOS

4、O4 4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是的鋅片和銅片，下列敘述正確的是( )( )(A)(A)正極附近的正極附近的SOSO4 42 2 離子濃度逐漸增大離子濃度逐漸增大 (B)(B)電子通過(guò)導(dǎo)線由銅片流向鋅片電子通過(guò)導(dǎo)線由銅片流向鋅片(C)(C)正極有正極有O O2 2逸出逸出 (D)(D)銅片上有銅片上有H H2 2逸出逸出D第7頁(yè)/共26頁(yè)1.1.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg

5、B.Fe C.Al D.Cu2.2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的溶液的 pH( )pH( )A.A.不變不變 B.B.先變大后變小先變大后變小 C.C.逐漸變大逐漸變大 D.D.逐漸變小逐漸變小C第8頁(yè)/共26頁(yè)例例3.3.市場(chǎng)上出售的市場(chǎng)上出售的“熱敷袋熱敷袋”，其主要成分是，其主要成分是：鐵屑、炭粉、木屑與少量：鐵屑、炭粉、木屑與少量NaClNaCl、水等。它在、水等。它在使用之前，需要塑料袋與空氣隔絕。使用時(shí)開(kāi)使用之前，需要塑料袋與空氣隔絕。使用時(shí)開(kāi)啟塑料袋上的小孔，輕輕揉搓就會(huì)有熱量放出啟塑料袋上的小孔，輕輕揉搓就會(huì)有熱量放出。

6、當(dāng)使用完后還會(huì)發(fā)現(xiàn)有鐵銹生成。當(dāng)使用完后還會(huì)發(fā)現(xiàn)有鐵銹生成。(1) (1) 熱敷袋使用時(shí)，為什么會(huì)放出熱量？熱敷袋使用時(shí)，為什么會(huì)放出熱量？(3)(3)試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。(2)(2)碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？么作用？第9頁(yè)/共26頁(yè)(1) (1) 熱敷袋使用時(shí)，為什么會(huì)放出熱量？熱敷袋使用時(shí)，為什么會(huì)放出熱量？(3)(3)試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。利用鐵被氧氣氧化時(shí)放熱反應(yīng)所放出的熱量利用鐵被氧氣氧化時(shí)放熱反應(yīng)所放出的熱量。負(fù)極：負(fù)極：2Fe -

7、 4e- = 2Fe2+正極：正極：O2+2H2O + 4e- = 4OH-總反應(yīng)：總反應(yīng)：4Fe+3O2+6H2O = 4Fe(OH)3(2)(2)碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？用？碳粉碳粉的主要作用是和鐵粉、氯化鈉溶液一起的主要作用是和鐵粉、氯化鈉溶液一起構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化。構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化。氯化鈉氯化鈉溶于水，形成了電解質(zhì)溶液。溶于水，形成了電解質(zhì)溶液。第10頁(yè)/共26頁(yè)1. 1. 單液?jiǎn)纬卦姵貑我簡(jiǎn)纬卦姵谻uSO4 CuZnA單液?jiǎn)纬氐娜秉c(diǎn)：?jiǎn)我簡(jiǎn)纬氐娜秉c(diǎn)： 1. 1.效率不高（有熱量損失）效率不高（有熱量損失

8、） 2. 2.電流不穩(wěn)定（短時(shí)間內(nèi)衰減）電流不穩(wěn)定（短時(shí)間內(nèi)衰減） 3. 3.外電路斷開(kāi)仍在反應(yīng)。外電路斷開(kāi)仍在反應(yīng)。問(wèn)題在哪兒？問(wèn)題在哪兒？ZnZn與與CuSOCuSO4 4接觸接觸如何改進(jìn)？如何改進(jìn)？使使ZnZn與與CuSOCuSO4 4分開(kāi)分開(kāi)二、原電池的發(fā)展二、原電池的發(fā)展第11頁(yè)/共26頁(yè)ZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液ZnCu？A鹽橋：鹽橋：裝有飽和裝有飽和KClKCl溶液和瓊?cè)芤汉铜傊瞥傻哪z凍（膠凍的作用脂制成的膠凍（膠凍的作用是防止管中溶液流出）是防止管中溶液流出）2.2.雙液雙池原電池雙液雙池原電池鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1）形成閉合回路；）形成閉合回路；（2）平衡電

9、荷；）平衡電荷；鹽橋的優(yōu)點(diǎn)：鹽橋的優(yōu)點(diǎn)：（1 1）能量轉(zhuǎn)化率高；）能量轉(zhuǎn)化率高；（2 2）產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流）產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流；（3 3）防止自放電。）防止自放電。二、原電池的發(fā)展二、原電池的發(fā)展第12頁(yè)/共26頁(yè)氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)：反應(yīng)物之間有電子轉(zhuǎn)移）氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)：反應(yīng)物之間有電子轉(zhuǎn)移）負(fù)極負(fù)極（還原性（還原性）氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 失失e-e-還原反應(yīng)還原反應(yīng)正極正極（氧化性（氧化性） 得得e-e-電子電子e-e-電流電流結(jié)論結(jié)論: :把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同的區(qū)域進(jìn)行把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同的區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，就可以獲得電流。，再以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，就

10、可以獲得電流。第13頁(yè)/共26頁(yè)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電銅鋅原電池池電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液鹽橋鹽橋失失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生生還原反應(yīng)還原反應(yīng)2H+2e- =H2陰離陰離子子陽(yáng)離子陽(yáng)離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極負(fù)極正極正極 2H+2e- =H2Zn-2e- =Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽(yáng)離陽(yáng)離子子外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路強(qiáng)調(diào)：原電池的工作原理：強(qiáng)調(diào)：原電池的工作原理：第1

11、4頁(yè)/共26頁(yè)例例4. 依據(jù)氧化還原反應(yīng)：依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。示。鹽橋鹽橋XYACuSO4溶液溶液電流計(jì)電流計(jì)Ag請(qǐng)回答下列問(wèn)題：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)(1)電極電極X X的材料是的材料是_；電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液Y Y是是_；(2)(2)銀電極為電池的銀電極為電池的_極，極，發(fā)生的電極反應(yīng)為發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)X X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)；(3)(3)外電路中的電子是從外電路中的電子是從_電極流向電極流向_電極。電極。銅銅AgNO3溶液溶液正正Age = AgCu -2e = C

12、u2負(fù)負(fù)(Cu)正正(Ag)第15頁(yè)/共26頁(yè)利用反應(yīng)利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)，設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池（使用計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。反應(yīng)。 (+)(-) G Zn Pt FeCl3溶液溶液負(fù)極（負(fù)極（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）正極（正極（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反（還原反應(yīng)）應(yīng)）( +)(-)鹽鹽橋橋Zn C ZnCl2溶溶液液FeCl3溶液溶液 G 強(qiáng)調(diào)：原電池的強(qiáng)調(diào)：原電池的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)第16頁(yè)

13、/共26頁(yè)請(qǐng)將氧化還原反應(yīng)請(qǐng)將氧化還原反應(yīng) Cu+2Ag+ = Cu2+2Ag 設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置。置。CuCuSO4AgAgNO3第17頁(yè)/共26頁(yè)例例5 5、判斷右邊原電池的正、判斷右邊原電池的正、負(fù)極，負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式并寫出電極反應(yīng)式。AFeClFeCl3 3溶液溶液負(fù)極：負(fù)極：Cu -2e Cu 2+ 正極：正極：2Fe3+ +2e -2Fe2+Cu C第18頁(yè)/共26頁(yè)Mg AlA稀硫酸溶稀硫酸溶液液NaOHNaOH溶液溶液稀硫酸：稀硫酸：NaOH溶液溶液 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2正極：正極

14、：6H2O+6e- 3H2+6OH-負(fù)極：負(fù)極：2Al+8OH- -6e- 2AlO2-+4H2O 負(fù)極負(fù)極: Mg -2e- Mg2+正極：正極：2H+2e- H2第19頁(yè)/共26頁(yè)強(qiáng)調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫強(qiáng)調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫第20頁(yè)/共26頁(yè)BD第21頁(yè)/共26頁(yè)關(guān)于如圖所示裝置的敘述中，正確的是A銅是正極，銅片上有氣泡產(chǎn)生 B銅片質(zhì)量逐漸減少C銅離子在銅片表面被還原 D電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片C第22頁(yè)/共26頁(yè)某原電池構(gòu)造如下圖所示。下列敘述正確的是A在外電路中，電子由銀電極流向銅電極B取出鹽橋后，電流計(jì)的指針仍發(fā)生偏轉(zhuǎn)C外電路中每通過(guò)0.1 mol電子，銅的質(zhì)

15、量理論上減小6.4 gD原電池的總反應(yīng)式為Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2D第23頁(yè)/共26頁(yè)控制適合的條件，將反應(yīng)控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3+2I- 2Fe2+I2設(shè)計(jì)成如設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是圖所示的原電池。下列判斷不正確的是A. 反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B. 反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3+被還原被還原C. 電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)電流計(jì)讀數(shù)為零時(shí)，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)D. 電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入電流計(jì)讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中固體，乙中石墨電極為負(fù)極石墨電極為負(fù)極D第24頁(yè)/共26頁(yè)反應(yīng)反應(yīng)AsO43-+2I-+2H+ AsO33-+I2+H2O，現(xiàn)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置，