【優(yōu)化鞏固】2012高中化學 第四章 第一節(jié) 原電池課件 新人教版選修4

1、本章包括原電池、化學電源、電本章包括原電池、化學電源、電解池、金屬的電化學腐蝕與防護四部解池、金屬的電化學腐蝕與防護四部分內(nèi)容電化學是研究化學能與電能分內(nèi)容電化學是研究化學能與電能相互轉換的裝置、過程和效率的科學，相互轉換的裝置、過程和效率的科學，它的應用十分廣泛，在分析、合成等它的應用十分廣泛，在分析、合成等領域應用很廣，由此形成的工業(yè)也很領域應用很廣，由此形成的工業(yè)也很多，如電解、電鍍、電冶金、電池制多，如電解、電鍍、電冶金、電池制造等因此，學習本章知識有利造等因此，學習本章知識有利于了解電化學反應所遵循的規(guī)律，知道電化學知識在于了解電化學反應所遵循的規(guī)律，知道電化學知識在生產(chǎn)、生活和科學

2、研究中的作用同時，本章還設計生產(chǎn)、生活和科學研究中的作用同時，本章還設計了一些有趣的實驗和科學探究活動，這有利于學生增了一些有趣的實驗和科學探究活動，這有利于學生增強探索化學反應原理的興趣，樹立學習和研究化學的強探索化學反應原理的興趣，樹立學習和研究化學的志向志向鏈接新課標鏈接新課標1.進一步了解原電池的工作原理，能寫出其電極反應和電進一步了解原電池的工作原理，能寫出其電極反應和電 池反應方程式池反應方程式2.了解常見的化學電源的種類及其工作原理，知道它們在了解常見的化學電源的種類及其工作原理，知道它們在 生產(chǎn)、生活和國防中的實際應用生產(chǎn)、生活和國防中的實際應用鏈接新課標鏈接新課標3.了解電解

3、池的工作原理，知道電解、氯堿工業(yè)、電鍍、了解電解池的工作原理，知道電解、氯堿工業(yè)、電鍍、 電冶金方面的應用電冶金方面的應用.4.能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的 危害，知道防護金屬腐蝕的方法，并能從實驗探究中危害，知道防護金屬腐蝕的方法，并能從實驗探究中 獲得體會獲得體會關注重難點關注重難點 (一一)重點重點1.書寫原電池工作原理、電極反應式和電池反應方程式書寫原電池工作原理、電極反應式和電池反應方程式2.一次電池、二次電池和燃料電池的反應原理、性能及其一次電池、二次電池和燃料電池的反應原理、性能及其 應用應用3.電解原理及其應用電解

4、原理及其應用4.金屬的電化學腐蝕和電化學保護金屬的電化學腐蝕和電化學保護關注重難點關注重難點 (二二)難點難點1.原電池的工作原理原電池的工作原理2.化學電池的反應原理化學電池的反應原理3.電解原理的應用電解原理的應用4.金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學原理金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學原理.第第一一節(jié)節(jié) 原原電電池池預預 習習 全全 程程 設設 計計名名 師師 全全 程程 導導 學學案案 例例 全全 程程 導導 航航訓訓 練練 全全 程程 跟跟 蹤蹤原電池及其工作原理原電池及其工作原理1概念概念把把 能轉化為能轉化為 能的裝置能的裝置化學化學電電2實驗探究實驗探究實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象兩個兩個燒杯中燒杯中Zn棒

5、逐漸變棒逐漸變 ，Cu棒逐漸變棒逐漸變外線路中外線路中電流表指針電流表指針兩個半兩個半反應反應左燒杯左燒杯右燒杯右燒杯細細粗粗偏轉偏轉Zn2e=Zn2Cu22e=Cu鹽橋的作用鹽橋的作用使兩燒杯中的溶液連成一個導電通路使兩燒杯中的溶液連成一個導電通路結論結論該裝置構成該裝置構成 (鋅銅原電池鋅銅原電池)電池反應電池反應ZnCu2=Zn2Cu原電池原電池3.工作原理工作原理 (以鋅銅原電池為例以鋅銅原電池為例)電極名稱電極名稱負極負極正極正極電極材料電極材料電極反應電極反應反應類型反應類型電子流向電子流向電子由電子由 片沿導線流向片沿導線流向 片片鋅片鋅片銅片銅片Zn2e=Zn2Cu22e=Cu

6、氧化反應氧化反應還原反應還原反應ZnCu4.原電池的構成條件原電池的構成條件(1)兩個兩個 的電極；的電極；(2) ；(3)兩電極與電解質(zhì)溶液共同構成兩電極與電解質(zhì)溶液共同構成 ；(4)能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應活潑性不同活潑性不同電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液閉合回路閉合回路作為原電池負極的物質(zhì)，一定是活潑金屬嗎？作為原電池負極的物質(zhì)，一定是活潑金屬嗎？提示：提示：不一定原電池的工作原理實質(zhì)上是發(fā)生了氧化不一定原電池的工作原理實質(zhì)上是發(fā)生了氧化還原反應，電極本身可以參加電極反應，也可以不參加還原反應，電極本身可以參加電極反應，也可以不參加電極反應，故負極不一定是活潑金屬電極反應，

7、故負極不一定是活潑金屬.1構成原電池電極的材料必須是活動性不同的兩種金構成原電池電極的材料必須是活動性不同的兩種金屬屬()提示：提示：錯誤只要能導電，非金屬如石墨也可以作錯誤只要能導電，非金屬如石墨也可以作原電池的正極材料，也有一些金屬氧化物能夠用于原電池的正極材料，也有一些金屬氧化物能夠用于作原電池的正極作原電池的正極2電池工作時，負極材料必須失電子被氧化電池工作時，負極材料必須失電子被氧化 ()提示：提示：錯誤有些燃料電池是利用燃燒的反應設計錯誤有些燃料電池是利用燃燒的反應設計而成的，如氫氧燃料電池、甲烷燃料電池等，都是而成的，如氫氧燃料電池、甲烷燃料電池等，都是被燃燒物在負極處發(fā)生氧化反

8、應，而負極材料并不被燃燒物在負極處發(fā)生氧化反應，而負極材料并不消耗消耗3在用鋅粒與稀鹽酸反應制取氫氣時，往往向反應液在用鋅粒與稀鹽酸反應制取氫氣時，往往向反應液中滴加幾滴硫酸銅溶液，結果發(fā)現(xiàn)反應加快，這是中滴加幾滴硫酸銅溶液，結果發(fā)現(xiàn)反應加快，這是利用了原電池原理利用了原電池原理()提示：提示：正確因為鋅與正確因為鋅與Cu2發(fā)生置換反應生成了少發(fā)生置換反應生成了少量的銅單質(zhì)，附在鋅的表面構成了銅鋅原電池量的銅單質(zhì)，附在鋅的表面構成了銅鋅原電池4在必修在必修2教材學過的教材學過的CuZn原電池裝置簡單，選原電池裝置簡單，選修修4教材中加了鹽橋，后者工作效率更高教材中加了鹽橋，后者工作效率更高 (

9、)提示：提示：正確因為必修正確因為必修2教材中學的那種簡易裝置，教材中學的那種簡易裝置，工作一段時間后，工作一段時間后，Zn片上會有少量片上會有少量Cu析出，在析出，在Zn片上也出現(xiàn)了許多微小原電池，電子直接轉移至鋅片上也出現(xiàn)了許多微小原電池，電子直接轉移至鋅片上的銅，因此導線上通的電子數(shù)會減少，故效率片上的銅，因此導線上通的電子數(shù)會減少，故效率降低降低5原電池的原電池的“鹽橋鹽橋”中裝的必須是電解質(zhì)，原電池工中裝的必須是電解質(zhì)，原電池工作時導線上有電子通過，鹽橋中也一定有電子通過作時導線上有電子通過，鹽橋中也一定有電子通過 ()提示：提示：錯誤因為金屬導體是靠自由電子的定向移錯誤因為金屬導體

10、是靠自由電子的定向移動而導電，電解質(zhì)溶液只能是靠陰、陽離子的定向動而導電，電解質(zhì)溶液只能是靠陰、陽離子的定向移動而導電，故鹽橋上定向移動的只能是離子而不移動而導電，故鹽橋上定向移動的只能是離子而不是電子是電子一、原電池工作原理一、原電池工作原理1原電池工作原理圖示原電池工作原理圖示2原電池裝置的判斷方法原電池裝置的判斷方法(1)先分析有無外接電源，無外接電源的可能為原電池，先分析有無外接電源，無外接電源的可能為原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是“四四看看”：看電極：看電極兩極為導體且存在活潑性差異兩極為導體且存在活潑性差異(燃料燃料電池的電

11、極一般為惰性電極電池的電極一般為惰性電極)；看溶液；看溶液兩極插入兩極插入溶液中；看回路溶液中；看回路形成閉合回路或兩極直接接觸；形成閉合回路或兩極直接接觸；看本質(zhì)看本質(zhì)有無氧化還原反應發(fā)生有無氧化還原反應發(fā)生(2)多池相連，但無外接電源時，兩極活潑性差異最大的多池相連，但無外接電源時，兩極活潑性差異最大的 一池為原電池一池為原電池二、原電池正負極的判斷和電極反應式的書寫二、原電池正負極的判斷和電極反應式的書寫1原電池正負極的判斷原電池正負極的判斷(1)由組成原電池的兩電極材料判斷對原電池而言，活由組成原電池的兩電極材料判斷對原電池而言，活潑的金屬是負極，活潑性較弱或能導電的非金屬是潑的金屬是

12、負極，活潑性較弱或能導電的非金屬是正極正極(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷原電池中，電流根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷原電池中，電流 由正極流向負極，電子由負極流向正極由正極流向負極，電子由負極流向正極(3)根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動方向判斷在原電根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動方向判斷在原電 池內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負極池內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負極(4)根據(jù)兩極發(fā)生的反應來判斷原電池的負極發(fā)生氧化根據(jù)兩極發(fā)生的反應來判斷原電池的負極發(fā)生氧化 反應，正極發(fā)生還原反應反應，正極發(fā)生還原反應(5)根據(jù)反應現(xiàn)象判斷電極溶解的一極是負極有固體根據(jù)反應現(xiàn)象判斷電極溶解的一極是負極有

13、固體 析出或有氣體放出的一極是正極析出或有氣體放出的一極是正極2電極反應式的書寫電極反應式的書寫(1)分清負極發(fā)生氧化反應，一般是本身被氧化，正極發(fā)分清負極發(fā)生氧化反應，一般是本身被氧化，正極發(fā) 生還原反應，一般是電解質(zhì)中的陽離子得電子生還原反應，一般是電解質(zhì)中的陽離子得電子(2)看清電解質(zhì)，電極反應中生成的離子能否存在看清電解質(zhì)，電極反應中生成的離子能否存在(3)注意得失電子守恒注意得失電子守恒特別關注特別關注 原電池的電極類型不僅跟電極材料有關，還與電解原電池的電極類型不僅跟電極材料有關，還與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)有關如鎂質(zhì)溶液的性質(zhì)有關如鎂鋁電極在稀硫酸中構成原電鋁電極在稀硫酸中構成原電池，鎂

14、為負極，鋁為正極，但若以氫氧化鈉為電解質(zhì)溶池，鎂為負極，鋁為正極，但若以氫氧化鈉為電解質(zhì)溶液，則鋁為負極，鎂為正極液，則鋁為負極，鎂為正極三、原電池原理的應用三、原電池原理的應用1比較不同金屬的活潑性強弱比較不同金屬的活潑性強弱對于酸性電解質(zhì)，一般是作負極的金屬為較活潑金屬，對于酸性電解質(zhì)，一般是作負極的金屬為較活潑金屬，作正極的是相對較不活潑的金屬作正極的是相對較不活潑的金屬2原電池的反應速率較快原電池的反應速率較快構成原電池反應，往往能加快反應速率構成原電池反應，往往能加快反應速率如實驗室制如實驗室制H2時，粗鋅比純鋅反應快，或向溶液中時，粗鋅比純鋅反應快，或向溶液中滴入幾滴滴入幾滴CuS

15、O4溶液，反應加快溶液，反應加快3設計原電池設計原電池從原理上講，氧化還原反應均能設計原電池從使從原理上講，氧化還原反應均能設計原電池從使用的角度，反應穩(wěn)定、持久、電流功率大，環(huán)保是用的角度，反應穩(wěn)定、持久、電流功率大，環(huán)保是發(fā)展方向發(fā)展方向特別關注特別關注分析原電池裝置，可分成三部分：分析原電池裝置，可分成三部分：(1)兩電極兩電極(電極名稱和反應類型電極名稱和反應類型)(2)內(nèi)電路內(nèi)電路(電解質(zhì)：離子的定向移動電解質(zhì)：離子的定向移動) (3)外電路外電路(理順得失電子與氧化還原反應和電子流向理順得失電子與氧化還原反應和電子流向的關系的關系)考查點一原電池原理考查點一原電池原理 例例1(20

16、10陵水高二檢測陵水高二檢測)某原電池總反應的離子方程某原電池總反應的離子方程式為：式為：2Fe3Fe=3Fe2，不能實現(xiàn)該反應的原電池，不能實現(xiàn)該反應的原電池是是()A正極為正極為Cu，負極為，負極為Fe，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為FeCl3B正極為正極為C，負極為，負極為Fe，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3C正極為正極為Fe，負極為，負極為Zn，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3D正極為正極為Ag，負極為，負極為Fe，電解質(zhì)溶液為，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3. .答案答案C解析解析還原劑應在負極上被氧化，材料為單質(zhì)鐵；氧還原劑應在負極上被氧化，材料為單質(zhì)鐵；氧化劑

17、為化劑為Fe3，在正極上得到電子，電解質(zhì)溶液應該為含，在正極上得到電子，電解質(zhì)溶液應該為含有有Fe3的溶液的溶液C選項不能實現(xiàn)選項不能實現(xiàn)2Fe3Fe=3Fe2.關鍵一點關鍵一點 在判斷電流方向時，易與電子流向混淆在外電路，在判斷電流方向時，易與電子流向混淆在外電路，電流從正極流向負極，而電子流向則與電流方向相反電流從正極流向負極，而電子流向則與電流方向相反1如下圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是如下圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是()解析：解析：依據(jù)構成原電池的四個必要條件分析：依據(jù)構成原電池的四個必要條件分析：A中兩電中兩電極相同；極相同；C中沒有構成閉合回路；中沒有構成閉合回路

18、；D中酒精是非電解中酒精是非電解質(zhì)唯有質(zhì)唯有B符合條件符合條件答案：答案： B考查點二原電池原理的應用考查點二原電池原理的應用 例例2X、Y、Z、W四塊金屬板分別用導線兩兩相連浸四塊金屬板分別用導線兩兩相連浸入稀硫酸中構成原電池入稀硫酸中構成原電池X、Y相連時，相連時，X為負極；為負極；Z、W相連時，電流方向是相連時，電流方向是WZ；X、Z相連時，相連時，Z極上產(chǎn)極上產(chǎn)生大量氣泡；生大量氣泡；W、Y相連時，相連時，W極發(fā)生氧化反應據(jù)此極發(fā)生氧化反應據(jù)此判斷四種金屬的活動性順序是判斷四種金屬的活動性順序是()AXZWYBZXYWCXYZW DYWZX解析解析在原電池中，活潑金屬作原電池的負極，失

19、去在原電池中，活潑金屬作原電池的負極，失去電子發(fā)生氧化反應；不活潑的金屬作原電池的正極，陽電子發(fā)生氧化反應；不活潑的金屬作原電池的正極，陽離子或氧氣等在正極得到電子發(fā)生還原反應電子由負離子或氧氣等在正極得到電子發(fā)生還原反應電子由負極經(jīng)導線流向正極，與電流的方向相反因此，極經(jīng)導線流向正極，與電流的方向相反因此，X、Y相連時，相連時，X為負極，則活動性為負極，則活動性XY；Z、W相連時，電相連時，電流方向是流方向是WZ，則活動性，則活動性ZW；X、Z相連時，相連時，Z極上極上產(chǎn)生大量氣泡，則活動性產(chǎn)生大量氣泡，則活動性XZ；W、Y相連時，相連時，W極發(fā)極發(fā)生氧化反應，則活動性生氧化反應，則活動性WY.綜上，可以得出金屬的活綜上，可以得出金屬的活動性順序：動性順序：XZWY.答案答案A關鍵一點關鍵一點 因對原電池