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专题5电化学问题研究课题1原电池（第一课时）知识回顾：1、原电池是______能转化_______能的装置。原电池反应的本质是____________反应。化学电氧化还原2、如右图所示原电池：⑴Zn电极是______极，电极反应____________________，该反应是_________反应。⑵Cu电极是______极，电极反应____________________，该反应是_________反应。⑶电池反应是_______________________。负Zn－2e－＝Zn2＋氧化正2H＋＋2e－＝H2↑还原Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑Zn片表面产生气泡仍然有直接的置换反应发生，使得一部分化学能转化为热能而不能全部转化为电能。改进关键点：Zn片不和硫酸溶液直接接触如图的锌铜原电池作电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。实验并思考:该装置有何现象发生?Zn电极溶解,Cu电极表面有气泡产生普通原电池弊端：现象：原因：盐桥：（含饱和KCl溶液的琼脂）作用：构成回路、平衡电荷应选不与Zn极反应的电解质溶液：一般是该金属离子的可溶性盐溶液如何改进可实现Zn片不和硫酸溶液直接接触？这样的装置有效地实现了化学能向电能的转化，很好地避免了“单一”原电池部分化学能转化成热能而带来的电池效率低下的问题.e-半电池半电池但电流强度依然很小！实用价值不高！丹尼尔电池可以用NH4NO3代替KCl作盐桥从微观的角度：电流强度（I）==esnvQte：电荷量S：导线的横截面积n：单位体积内电子的个数v：单位时间内电子移动的速度试从理论的角度分析：如何提高原电池的电流强度（即提高电池的效率）？电极与电解质溶液的接触面积电极的间距电极的材料电极与电解质溶液的接触面积越大,可供离子产生电流的面积就越大,因此,就能产生越大的电流与电压。电极的接触面积对电池效率的影响：电极的间距对电池效率的影响：电极的间距越小,电解质溶液的电阻越小，产生的电流与电压越大。电极的材料对电池效率的影响：两电极材料的活泼性差异越大（两电极的电势差越大），产生的电流与电压越大。电极材料电解液电流计读数实验结论Zn－Cu稀硫酸Fe－Cu稀硫酸Zn电极优于Fe电极小大阅读课本p63“检索咨询”反应开始后，铜片上产生气泡，先附着在铜片上，当反应持续进行时，气泡逐渐变大并离开铜片上升。但铜片上始终有很多微小气泡覆盖，阻碍H+在铜片上得电子，锌片上的电子也就不能顺畅的输送到铜片上，造成部分H+直接在锌片上夺得电子生成H2。即电极的极化作用，无论何种材料制作的原电池，只要有电流通过，就有极化作用存在。极化作用会使电极的放电反应变得迟钝，影响电池的工作时间。消除极化的途径：（1）采用盐桥连接将Zn与H+分开（2）不断振动铜片也可以除去气泡（3）加入去极化剂：强氧化剂与电极产物发生反应电极的极化：需降低极化作用，提高电池的效率。实验表明：电池的效率确实与电极的表面积、极板间距、电极的材料和电极的极化等因素有关。但在具体的生产中是多个因素的综合考虑，比如说：单从电极表面积角度考虑确实越大越好，但电池的体积显然越小越方便，两者显然矛盾，所以更高效的电极、电解质、电池的外壳等的研究尤为重要。电极的面积越大，可供离子产生电流的面积就越大电极的间距越小，溶液的电阻越小两种电极，活泼性差异越大产生的电流与电压越大降低极化作用：可加入一些强氧化剂原电池实验（教材P63）实验过程：（1）在锌片和铜片之间放一块海绵，用棉线或橡皮筋固定好。用导线把小灯泡和锌片、铜片连接起来，插入盛有稀硫酸的烧杯中（组装多个备用装置），观察发生的现象。（2）现有1～2g高锰酸钾晶体及重铬酸钾晶体、5～10mL6%H202溶液，如何设计实验选择效果最好的去极化剂？（3）在Zn、Al、Cu、C中选择适当的电极材料，设计对比实验选择效果最好的电极材料。（4）对于硫酸和氢氧化钠溶液，设计实验选择合适的溶液介质。对于该装置，可从哪些方面设计实验探究影响原电池效率的因素？a．去极化剂的选择加入物质小灯泡发光的时间小灯泡发光的亮度实验结论甲5ml3%的双氧水乙0.5g重铬酸钾丙0.5g高锰酸钾约6min灯丝亮约13min三者中最亮约4min较双氧水亮重铬酸钾效果最好向（1）中的三个备用装置中分别加入5ml3%的双氧水、0.5g的重铬酸钾晶体、0.5g的高锰酸钾晶体，振荡溶液，记录小灯泡发光的时间和亮度。去极化剂：重铬酸钾晶体①电极材料：Zn－C（直径1.1cm），与Zn－Cu对比b．电极材料的选择电极材料电解液小灯泡发光的亮度实验结论Zn－C稀硫酸Zn－Cu稀硫酸较明亮的光碳电极优于铜电极不亮，有微弱电流②电极材料：Al－C（直径1.1cm），与Al－Cu对比电极材料电解液小灯泡发光的亮度实验结论Al－C稀硫酸Al－Cu稀硫酸亮碳电极优于铜电极不亮，有微弱电流c．溶液介质的选择Zn－C－NaOH：小灯泡不亮，检流计偏转。Al－C－NaOH：小灯泡不亮，两极有气泡。电极材料：Zn－C（直径1.1cm），Al－C溶液介质：加入约10g氢氧化钠固体去极化剂：重铬酸钾晶体按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验现象。并与Zn－C－H2SO4、Al－C－H2SO4做对比，选择合适的溶液介质。实验注意点：1．要选用纯度高的锌片做电极，金属电极用砂纸打磨后，用碱液处理，再用酸液处理，然后用蒸馏水漂洗。2．电解质溶液可用３０％左右的硫酸溶液或固体氢氧化钠立即加水配制成溶液，由于它们溶解放热，形成热的介质，加快了电极反应。3．去极化时加入高锰酸钾晶体后再不断振荡溶液或抖动电极，效果更好。（锌石墨原电池通过抖动可使电压从0.5伏上升到2.1伏，电流强度从0.09安变到0.19安）4．改用伏特表、安培表或蜂呜器效果好，用小灯泡(2.2V，0.25A)很难发光。5．海绵比两极板稍长，以防碰破烧杯底。原电池实验我们的困惑：１．电流密度与电极困绑的松紧、导线的长短、接触的好差、介质类别、介质的浓度及温度、电极本身的活泼性等诸多因素有关，变量不太好控制。２．理论上，电极电势应该Al—Cu比Zn—Cu高，但实际测出结论相反。原电池实验３．该实验要得到最直观的现象，就是要用小功率的小灯泡，难找。电池使用小贴士●勿使电池受热或将其扔进火中。●勿将电池与项链、发卡等金属物体一起携带或存放，以防止此类物品与电池基地金属正极和负极相接触。●勿将电池存放在湿处。●电池不可长时间放在数码机器内，以防止过度放电以致即使再充电也无法使用。●电池在长期使用或保养不当的情况下，其金属触片会出现氧化现象，会导致手机的自动关机或通话时自动断线，建议在使用前将触片擦拭干净。●一次性电池使用完毕后请注意回收…