第四章第一節(jié)第一課時(shí)原電池的工作原理ppt上學(xué)期高二化學(xué)人教版選擇性必修1

4.1原電池

第一課時(shí)

原電池的工作原理志，氣之帥也。燕雀安知鴻鵠之志哉。志之所趨，無遠(yuǎn)勿屆，窮山復(fù)海不能限也;志之所向，無堅(jiān)不摧。不要志氣高大，倒要俯就卑微的人。不要自以為聰明。一個(gè)人如果胸?zé)o大志，既使再有壯麗的舉動(dòng)也稱不上是偉人。有志者，事竟成。人惟患無志，有志無有不成者。胸?zé)o大志，枉活一世。大丈夫處世，不能立功建業(yè)，幾與草木同腐乎?鳥不展翅膀難高飛。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解原電池的工作原理及構(gòu)成條件。2．正確判斷原電池的正負(fù)極。3．掌握電極反應(yīng)式的書寫。4．能夠根據(jù)要求設(shè)計(jì)原電池。思考與交流電力是怎樣產(chǎn)生的？水力發(fā)電火力發(fā)電核能發(fā)電風(fēng)能發(fā)電波浪能發(fā)電地?zé)崮馨l(fā)電知識(shí)回顧原電池原理演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片表面產(chǎn)生氣泡，鋅片部分溶解，電流表指針偏轉(zhuǎn)。（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（—）Zn片：Zn－2e-=Zn2+（+）Cu片：2H++2e-=H2

↑（銅片在這里起傳導(dǎo)電子的作用）電極反應(yīng)式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑zxxk電極反應(yīng)總式：Zn+2H+==Zn2++H2↑

2.Zn－Cu－H2SO4原電池的工作原理：本質(zhì)：發(fā)生氧化還原反應(yīng)2.原電池的工作原理負(fù)極正極

陰離子

溶液中陽離子

發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)發(fā)生得電子的還原反應(yīng)ZnCuH2SO4Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑e-外電路內(nèi)電路CH2SO4（不可以）（可以）條件一：有活潑性不同的兩種金屬或非金屬導(dǎo)體志不真則心不熱，心不熱則功不賢。生無一錐土，常有四海心。器大者聲必閎，志高者意必遠(yuǎn)。頂天立地奇男子，要把乾坤扭轉(zhuǎn)來。治天下者必先立其志。心隨朗月高，志與秋霜潔。有志的人戰(zhàn)天斗地，無志的人怨天恨地。志氣和貧困是患難兄弟，世人常見他們伴在一起。志當(dāng)存高遠(yuǎn)。一個(gè)人如果胸?zé)o大志，既使再有壯麗的舉動(dòng)也稱不上是偉人。海納百川有容乃大壁立千仞無欲則剛遠(yuǎn)大的希望造就偉大的人物。海納百川有容乃大壁立千仞無欲則剛立志難也，不在勝人，在自勝。經(jīng)典勵(lì)志短句(二)無錢之人腳桿硬，有錢之人骨頭酥。莫為一身之謀，而有天下之志。鷹愛高飛，鴉棲一枝。壯志與毅力是事業(yè)的雙翼。母雞的理想不過是一把糠。（可以）（不可以）形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（可以）實(shí)驗(yàn)探究——原電池形成的條件第四組：本質(zhì)的探究（可以）（不可以）形成條件四：能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。AZnCuH2SO4ACCuH2SO41．構(gòu)成條件(1)具有兩個(gè)__________不同的電極。

(2)合適的__________溶液。

(3)形成________回路(兩電極用導(dǎo)線相連或互相接觸并插入電解質(zhì)溶液中)。

(4)能自發(fā)地發(fā)生________________反應(yīng)?；顫娦?/p>

二、原電池的工作原理電解質(zhì)

閉合

氧化還原

原電池一、定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置以鋅銅原電池為例

總反應(yīng)：電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型負(fù)極正極電子電流離子鋅片

Zn+2H+=Zn2++H2↑銅片

Zn–2e_=Zn2+2H++2e_=2H2

氧化反應(yīng)

還原反應(yīng)

負(fù)極正極

正極負(fù)極

陰離子負(fù)極

陽離子正極

(1)

H2SO4(aq)ZnFeA

(4)A

NaOH

(aq)MgAl(5)稀HNO3(aq)A

AlCu(6)

H2SO4(aq)ZnCA

(2)酒精ZnCuA

(3)ZnCuCuSO4(aq)H2SO4(aq)A

1.下列哪些能形成原電池(∨)(∨)(∨)(×)(×)(∨)原電池的工作原理及形成條件

2.下列敘述中，正確的是(

)①原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的一種裝置②原電池的正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)③不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)通過原電池的裝置可以實(shí)現(xiàn)④碳棒能用來做原電池的正極⑤反應(yīng)Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag可以設(shè)計(jì)成原電池A．①③⑤

B．①④⑤

C．②③④

D．②⑤B雙液電池鹽橋的作用：①構(gòu)成閉合回路，形成原電池。②鹽橋中陰、陽離子定向遷移，電解質(zhì)溶液呈電中性。③避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應(yīng)，放電更持久。鹽橋：(1)成分：含有瓊膠的KCl飽和溶液。(2)離子移動(dòng)方向：Cl－移向

___

極區(qū)，

K＋移向

___

極區(qū)。負(fù)正能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。優(yōu)點(diǎn)3.關(guān)于下圖所示的原電池，下列說法正確的是(

)A．電子從鋅電極通過電流表流向銅電極B．鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑D．取出鹽橋后，電流表指針仍會(huì)偏轉(zhuǎn)，銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變A2．內(nèi)電路將兩電極浸入__________________中，陰、陽離子作__________________。還原性

三、原電池的設(shè)計(jì)氧化性

電解質(zhì)溶液

定向運(yùn)動(dòng)

3．閉合回路負(fù)正3.(1)NaOH＋HCl═══NaCl＋H2O可自發(fā)進(jìn)行，能否設(shè)計(jì)成原電池？(2)Zn－Cu－稀硫酸原電池中，正極“半電池”可設(shè)計(jì)為Cu－稀硫酸，負(fù)極“半電池”可設(shè)計(jì)為Zn－ZnSO4溶液，這一說法是否正確？【答案】(1)NaOH＋HCl═══NaCl＋H2O不能設(shè)計(jì)成原電池，因該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。(2)正確。①寫出總反應(yīng)式并改成離子方程式。②分析化合價(jià)變化，找出氧化劑、還原劑及還原產(chǎn)物、氧化產(chǎn)物，確定兩極上發(fā)生的反應(yīng)。③寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式。④總反應(yīng)式－負(fù)極反應(yīng)式=正極反應(yīng)式。四、普通原電池電極方程式的書寫正極：2H++2e_

=H2↑總反應(yīng)：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Mg

+2H+

=Mg2++H2↑負(fù)極：Mg－2e_

=Mg2+Mg

+2H+

=Mg2++H2↑氧化劑還原劑氧產(chǎn)還產(chǎn)Mg∣H2SO4∣Al2Al

+

2OH－+

2H2O

=

2AlO2－

+

3H2↑總反應(yīng)：2Al

+

2NaOH

+

2H2O

=

2NaAlO2

+

3H2↑負(fù)極：2Al+8OH_

－6e_

=2AlO2_

+4H2O正極：6H2O+6e_

=6OH_+

3H2↑Mg∣NaOH∣AlFe∣濃HNO3∣CuCu+4H++

2NO3－=Cu2+

+2NO2↑+2H2O總反應(yīng)：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O負(fù)極：Cu－2e_

=Cu2+正極：4H++

2NO3－

+2e_=2NO2↑+2H2O五、原電池原理的應(yīng)用(1)增大氧化還原反應(yīng)速率。如實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率大。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀硫酸形成原電池，增大了鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率，使產(chǎn)生H2的速率增大。(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。原電池中，負(fù)極一般為活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，正極一般為活動(dòng)性較弱的金屬。（3）設(shè)計(jì)原電池例如,以2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2為依據(jù),設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。①將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng),分別作原電池的負(fù)極和正極的電極反應(yīng)。本例的電極反應(yīng)為負(fù)極:Cu-2e-Cu2+,正極:2Fe3++2e-2Fe2+。②確定電極材料。如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì),可用該金屬直接作負(fù)極;如為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子,可用惰性電極(如Pt、石墨棒)作負(fù)極。發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料一般不如負(fù)極材料活潑。本例中可用銅棒作負(fù)極,用鉑絲或石墨棒作正極。③確定電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì),因此電解質(zhì)溶液一般能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)?；蛘唠娊赓|(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋),則左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如本例中可用FeCl3溶液作電解質(zhì)溶液。(4)構(gòu)成閉合回路:將電極用導(dǎo)線連接,使之構(gòu)成閉合回路。設(shè)計(jì)原電池時(shí),若氧化還原反應(yīng)方程式中無明確的電解質(zhì)溶液,可用水作電解質(zhì),但為了增強(qiáng)其導(dǎo)電性,通常加入強(qiáng)堿或強(qiáng)酸。如燃料電池,水中一般要加入KOH或H2SO4。(2)合適的__________溶液。B．正極為C，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)為FeCl3溶液形成條件三：必須形成閉合回路實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件氧化劑還原劑氧產(chǎn)還產(chǎn)2H++2e-=H2↑如本例中可用FeCl3溶液作電解質(zhì)溶液。負(fù)極：Mg－2e_=Mg2+4．能夠根據(jù)要求設(shè)計(jì)原電池。C．正極為Fe，負(fù)極為Zn，電解質(zhì)為Fe2(SO4)3溶液4.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡。b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?

)A．a(chǎn)＞b＞c＞d B．a(chǎn)＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞aB5.某原電池總反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Fe═══3Fe2＋，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是

(

)A．正極為Cu，負(fù)極為C，電解質(zhì)為FeCl3溶液B．正極為C，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)為FeCl3溶液C．正極為Fe，負(fù)極為Zn，電解質(zhì)為Fe2(SO4)3溶液D．正極為Ag，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)為CuSO4溶液B6.利用反應(yīng)Zn＋2FeCl3═══ZnCl2＋2FeCl2設(shè)計(jì)一個(gè)雙液原電池。在下圖方格內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝