人教版化學《原電池》完美課件

1780年，意大利解剖學家伽伐尼（LuigiGalvani）在做青蛙解剖時，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激，而如果只用一種金屬器械去觸動青蛙，就無此種反應(yīng)。伽伐尼認為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因為動物軀體內(nèi)部產(chǎn)生的一種電，他稱之為“生物電”伽伐尼生物電實驗人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》1780年，意大利解剖學家伽伐尼（LuigiGalvani2019年諾貝爾化學獎授予美國科學家約翰·古迪納夫、斯坦利·惠廷厄姆和日本科學家吉野彰，以表彰他們在鋰離子電池研發(fā)領(lǐng)域作出的貢獻。2019年諾貝爾化學獎授予美國科學家約翰·古迪納夫、斯坦利·第四章第一節(jié)原電池第四章第一節(jié)H2SO4溶液銅鋅原電池構(gòu)造H2SO4溶液銅鋅原電池構(gòu)造1.定義：將化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池。一、原電池知識回顧H2SO4溶液硫酸銅溶液

CuZnA1.定義：將化學能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。從理論上說，任何一個2.原電池的形成條件(1)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)：(2)兩導體作電極：①活動性不同的金屬

(或一種金屬和一種非金屬導體——石墨)。②燃料電池用兩個不活潑的導體石墨或Pt作電極。(3)有電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)：參與電極反應(yīng)、構(gòu)成內(nèi)電路。(4)形成閉合回路：兩電極用導線連接，或相互接觸。一、原電池知識回顧人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》2.原電池的形成條件(1)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)：(3)有電4.電解質(zhì)溶液中離子的移動方向陰離子向負極移動，陽離子向正極移動。3.原電池正、負極的判斷⑴根據(jù)構(gòu)成原電池電極材料判斷:

活潑金屬作負極；不活潑金屬作正極；⑵根據(jù)電子流向或電流方向確定：電子流出的一極或電流流入的一極為負極；⑶根據(jù)氧化還原反應(yīng)確定:

發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負極。一、原電池知識回顧人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》4.電解質(zhì)溶液中離子的移動方向陰離子向負極移動，3.原電池正3.原電池正、負極的判斷注意問題活潑金屬作負極包含兩層含義：(1)“活潑”是指相對活潑而不是絕對活潑。(2)在大部分原電池反應(yīng)中，金屬活動性較強的

一極作負極，另一電極作正極。人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》3.原電池正、負極的判斷注意問題人教版化學選修四第四章第一節(jié)(3)但在某些特殊條件下例外，例如：①冷的濃硝酸作電解質(zhì)溶液，金屬鐵或鋁與金屬

銅作電極時，鐵或鋁在冷的濃硝酸中鈍化，金屬

活動性弱的銅與濃硝酸發(fā)生氧化反應(yīng)充當負極。②NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，金屬鎂與金屬鋁作電極

時，因鋁能與NaOH溶液反應(yīng)，充當負極，而金屬

活動性強的鎂只能充當正極。3.原電池正、負極的判斷注意問題人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》(3)但在某些特殊條件下例外，例如：3.原電池正、負極的判斷原電池的工作原理：氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液鹽橋失e-，沿導線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽離子負極正極陽離子外電路內(nèi)電路人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》原電池的工作原理：氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+銅鋅原電池電硫酸銅溶液

CuZnA銅鋅-硫酸銅原電池有哪些缺點？思考交流由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強度減弱。當鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》硫酸銅CuZnA銅鋅-硫酸銅原電池有哪些缺點？思考交流由于如何改進原電池裝置？思考交流改進稀硫酸

CuZnAZnSO4溶液ZnCuA硫酸銅溶液讓鋅片與硫酸銅溶液不直接接觸人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》如何改進原電池裝置？思考交流改進稀硫酸CuZnAZnSO4ZnSO4溶液ZnCuA硫酸銅溶液_________原電池___________________雙液鋅半電池銅半電池介紹新知鹽橋人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》ZnSO4溶液ZnCuA硫酸銅溶液_________原電池_

⑵鹽橋的作用提供定向移動的陰、陽離子，平衡兩邊溶液的電荷。使由它連接的兩溶液保持電中性，鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以持續(xù)進行。雙液原電池的工作原理：⑴鹽橋中裝有飽和的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，但離

子可以自由移動。鹽橋ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuA人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》⑵鹽橋的作用雙液原電池的工作原理：⑴鹽橋中裝有飽和的ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuA【結(jié)論1】改進后的原電池裝置提高了能量轉(zhuǎn)換率觀察與思考鹽橋人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuA【結(jié)論1】改進后的原電ZnSO4溶液ZnCuA交流·研討二改進稀硫酸

CuZnA硫酸銅溶液

CuZnACuSO4溶液ZnSO4溶液ZnCuA交流·研討二改進稀硫酸CuZn【結(jié)論2】改進后的原電池裝置化學能不會自動釋放ZnSO4溶液ZnCuA交流·研討二改進稀硫酸

CuZnA硫酸銅溶液

CuZnACuSO4溶液【結(jié)論2】改進后的原電池裝置化學能不會自動釋放ZnSO4溶液裝置示意圖

現(xiàn)象鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出，質(zhì)量增加，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)電極Zn電極Cu電極電極名稱負極正極得失電子失電子得電子電子流向流出(填“出”或“入”)流入(填“出”或“入”)反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極反應(yīng)式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu總反應(yīng)式Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋

裝置

現(xiàn)象鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色物質(zhì)析出，質(zhì)量增加，電流三、原電池的應(yīng)用ZnSO4溶液ZnCuACuSO4溶液三、原電池的應(yīng)用ZnSO4溶液ZnCuACuSO4溶液三、應(yīng)用原電池(一)比較金屬的活動性強弱

原電池酸性電解質(zhì)中，一般作負極的金屬活動性強，作正極的金屬活動性弱。人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》三、應(yīng)用原電池(一)比較金屬的活動性強弱原電池酸性電三、應(yīng)用原電池(二)加快化學反應(yīng)速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比原電池負極材料與電解液直接接觸的反應(yīng)速率快，用稀H2SO4制H2時,使用粗鋅比純鋅反應(yīng)快，或向溶液中加入少量CuSO4溶液，反應(yīng)加快。人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》三、應(yīng)用原電池(二)加快化學反應(yīng)速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速三、應(yīng)用原電池(三)設(shè)計原電池把氧化還原反應(yīng)分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)根據(jù)氧化反應(yīng)確定負極材料和負極的電解質(zhì)溶液；根據(jù)還原反應(yīng)確定正極材料和正極的電解質(zhì)溶液。人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》三、應(yīng)用原電池(三)設(shè)計原電池把氧化還原反應(yīng)分為氧化反例如：設(shè)計原電池Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，在方框中畫出能形成穩(wěn)定電流的裝置圖(標出電極材料、電解質(zhì)溶液)。負極：________，電極反應(yīng)：____________________________________正極：________，電極反應(yīng)：____________________________________Zn－2e－===Zn2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ZnPt人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》例如：設(shè)計原電池Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，電池的設(shè)計方法——“兩極一液一連線”(1)根據(jù)電池總反應(yīng)寫出電極反應(yīng)式。(2)電極材料的選擇：電池的電極必須導電。一般電池中的負極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子，因此負極一般是活潑的金屬材料，所以正極和負極不能用同一種材料，兩個電極可以是活潑性不同的兩種金屬或一種金屬和非金屬。(3)電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)溶液是為正極提供放電的物質(zhì)，一般能夠與負極發(fā)生反應(yīng)。(4)形成閉合回路。人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》電池的設(shè)計方法——“兩極一液一連線”(1)根據(jù)電池總反應(yīng)寫出人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章第一節(jié)《原電池》人教版化學選修四第四章

1991年，我國首創(chuàng)以鋁－空氣－海水為

能源的新型電池，并應(yīng)用于海上航標燈。負極：4Al-12e-＝4Al3+

正極：3O2+6H2O+12e-＝12OH