【苏教版】高中化学选修四：1.2《原电池的工作原理》ppt课件(30页)

专题1判断下列装置是否构成原电池，并思考以下几个问题。1、原电池是怎样一个实验2、原电池的构成条件酒精稀H2SO4稀H2SO4ABCDECuSO4知识回顾1、原电池：把化学能转变为电能的装置2、构成原电池的条件（1）、两种不同的电极（2）、电解质溶液（3）、形成闭合回路（4）、有一个能自发进行的氧化还原反应3、原电池的正、负极和电极反应电子流入的电极，通常是不活泼金属或石墨电极⑴电极电子流出的电极，通常是活泼金属正极：负极：⑵电极反应正极：还原反应2H++2e-=H2↑负极：氧化反应Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑总反应:[设疑]若E中两烧杯中的电解质溶液用能使阴阳离子移动的装置连接起来，能否形成原电池？探究一：预测Ｐ１3[实验1]的现象和结论现象:锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升.结论:Zn+Cu2+＝Zn2++Cu化学能热能CuSO4溶液用做电源，效率低，时间稍长电流就很快减弱，不适合实际应用。电池两个电极上都有红色物质生成电池两个电极上都有气泡生成“单液”电池的缺陷盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中，将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液中即可。2)将KCl饱和溶液装入U形管，用棉花堵住管口即可。盐桥的作用1）避免两溶液直接接触2）连通原电池的内电路3）平衡溶液中的离子电荷探究二：预测Ｐ１２[实验2]的现象和结论现象:锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转.结论:化学能电能Zn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+＝Zn2++Cu2e-Cu2++2e-=Cu“电子从负极流出，流回正极”失电子氧化反应得电子还原反应原电池工作原理示意图•盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（PrimaryCell）1、盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。为获得较长时间的稳定电流,如何将必修2中由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？ZnSO4H2SO4AZnCuCuZnH2SO4A2、原电池电极反应式的书写(1)确定原电池正负极，以及两极上发生反应的物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应(2)重视介质是否参加反应，注意两极得失电子总数相等(3)将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式•正极（铜电极）：Cu2++2e-=Cu•负极（锌电极）：Zn=Zn2++2e-电池反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+（总反应）2、原电池正负极的判断方法及电极反应、电池反应的书写知识拓展：原电池是由两个半电池组成的；半电池中的反应就是半反应,即电极反应。所以半电池又叫电极。加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：1.用还原性较强的物质(如:活泼金属)作负极,向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作正极,并在正极得到电子;2.原电池在放电时,负极上的电子经过导线流向正极，而氧化性较强的物质从正极上得到电子，两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。练习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.1(∨)2H++2e-＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑(∨)正极：负极：总反应：Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO42354(×)(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu一.原电池1.定义：把化学能转化为电能的装置2.构成条件:两种相连接的活泼性不同的金属同时浸入电解质溶液中（一种可以是非金属导体如碳棒）。3.原电池的化学原理电子从负极（较活泼金属）流向正极（较不活泼金属或碳棒），负极发生氧化反应，正极发生还原反应。4.半电池：包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。小结1、如何在一个地处僻远的小岛上设置一座灯塔？（从能量角度考虑）思考讨论负极：较活泼的金属（如铝等金属）正极：较不活泼的金属或石墨等电解质溶液：海水（NaCl、MgCl2等）2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是(D)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；3、已知氧化还原反应Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。CuCl2FeCl3ACuC正极：负极：总反应：Cu－2e-＝Cu2+2Fe3++2e-＝2Fe2+2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可设计成铜、锌原电池,那么能否根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu也设计一个铜、锌原电池呢?设计一所选用电解质溶液___________该原电池的负极____，负极反应____________正极____，正极反应____________GCAB（注意：A、B原电池即以A、B为电极材料。）CuSO4溶液ZnZn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuCu除Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Cu2+=Zn2++Cu两反应外,若保持电极材料不变，通过改变电解质溶液,你能再设计一个铜.锌原电池吗?设计二现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精总反应式：________________________选用的电解质溶液为___________相应的半反应：负极_______________正极_______________Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+FeCl3溶液Zn-2e-=Zn2+2Fe3++2e-=2Fe2+根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu已经设计出了铜、锌原电池，若保持总反应不变,通过改变电极材料,你能设计出别的原电池吗？设计三GZnCu硫酸铜负极_____负极反应____________正极_____正极反应____________选用的电解质溶液_____________ZnZn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuC或FeCuSO4溶液现有电极材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片设计四现在拓宽范围，请你利用所提供的试剂、材料设计各种原电池。（不能与前面的设计方案雷同，即避免再设计铜、锌原电池和总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu的原电池）总反应______选用的电解质溶液____正极材料____正极反应____________负极材料____负极反应____________请大家动手试一试现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精现有电极材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片变形设计原电池的两极是否一定要插入同一池内?CuSO4ZnCuZnSO4左图原电池中:负极__负极反应___正极__正极反应___总反应________根据这个构造图请大家动手制作该盐桥电池,并检测出电流ACAB原电池要形成闭合回路，往往是将两电极插入同一池内GCAB设计五请用镁、铝作电极,设计一个原电池所用电解质溶液________负极____负极反应___________正极____正极反应___________总反应_______________现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精H2SO4溶液MgMg-2e-=Mg2+2H++2e-=H2↑AlMg+2H+=Mg2++H2↑GCAB设计五请用镁、铝作电极,设计一个原电池所用电解质溶液________负极___负极反应________________正极___正极反应___________总反应________________________现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精NaOH溶液MgAl-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O2H++2e-=H2↑Al2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑从以上两种镁、铝原电池中,你对原电池负极的判断有什么认识？GCAB反思原电池一定要有活泼性不同的两电极吗？不一定。因为原电池的电极材料本身可以不参加反应，而只起到导电和做载体的作用。例如燃料电池。