选修原电池省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

选修选修4第四章第四章电化学基础电化学基础第一节第一节原电池原电池第1页复习回顾复习回顾1 1、原电池是、原电池是_装置。装置。原电池反应本质是原电池反应本质是_反应。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应2 2、如右图所表示，组成原电池：、如右图所表示，组成原电池：（1 1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H H2 2SOSO4 4时：时：ZnZn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，）极，其电极反应为其电极反应为_，该反应，该反应是是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同）反应；，下同）反应；CuCu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,_,该反应是该反应是_反应。反应。（2 2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时：Zn Zn电极电极是是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反应；反应；CuCu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,_,该反应该反应_反应反应.负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正2H2H+2e+2e-=H=H2 2还原还原负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu还原还原第2页1.能自发进行氧化还原反应能自发进行氧化还原反应2.两个活泼性不一样导体作电极两个活泼性不一样导体作电极3.有电解质溶液有电解质溶液4.形成闭合回路形成闭合回路原电池组成条件原电池组成条件:第3页练习练习判断以下装置是否能形成原电池？判断以下装置是否能形成原电池？ABCDEFCDE第4页氧化反应氧化反应还原反应还原反应()()Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu 硫酸铜溶液硫酸铜溶液ZnCue-SO42-Cu2+AZn+Cu2+=Zn2+Cu Cu原电池工作原理原电池工作原理锌片锌片锌片锌片失去电子失去电子失去电子失去电子，铜离子，铜离子，铜离子，铜离子得到电子得到电子得到电子得到电子，两极之间溶液离，两极之间溶液离，两极之间溶液离，两极之间溶液离子定向移动和外部导线中电子定向移动，组成闭合回子定向移动和外部导线中电子定向移动，组成闭合回子定向移动和外部导线中电子定向移动，组成闭合回子定向移动和外部导线中电子定向移动，组成闭合回路，使两个电极反应不停进行，发生有序电子转移过路，使两个电极反应不停进行，发生有序电子转移过路，使两个电极反应不停进行，发生有序电子转移过路，使两个电极反应不停进行，发生有序电子转移过程，产生程，产生程，产生程，产生电流电流电流电流。第5页开始试验现象锌片锌片Zn-2e-=Zn2+铜铜Cu2+2e-=Cu电流表电流表锌片腐蚀，不停溶解锌片腐蚀，不停溶解铜片上有红色物质析出铜片上有红色物质析出电流表指针发生偏转电流表指针发生偏转一段时间试验现象一段时间试验现象锌片被红色物质覆盖锌片被红色物质覆盖电流表读数不停减小电流表读数不停减小试验探究一试验探究一第6页Zn也会和也会和CuSO4直接反应直接反应存在存在缺点！缺点！2.不使用时，该原电池能否长久保留不使用时，该原电池能否长久保留CuSO4溶液溶液AZn1.1.为何电流表读数不停减小？为何电流表读数不停减小？因为铜在锌表面析出后，与因为铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形成了原电池，溶液一起形成了原电池，产生电流并没有经过电流表，所以电流表读数不停减小。当锌产生电流并没有经过电流表，所以电流表读数不停减小。当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能发生片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能发生原电池反应，所以最终无电流产生。原电池反应，所以最终无电流产生。试验探究一试验探究一现象再分析现象再分析第7页1.此原电池不能取得此原电池不能取得稳定电流根本原因是稳定电流根本原因是什么？什么？2.怎么防止这一怎么防止这一“隐隐患患”发生？发生？原因分析原因分析试验探究一试验探究一第8页CuCuZnZnZnSOZnSO4 4溶液溶液溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液Zn2+SO42-A1.1.烧杯中加什么溶液？烧杯中加什么溶液？试验设计试验设计不与锌反应溶液，不与锌反应溶液，普通加金属对应盐溶液。普通加金属对应盐溶液。为何？为何？SO42-Zn2+2.2.安培表指针会偏转吗？安培表指针会偏转吗？3.3.怎样组成闭合回路？怎样组成闭合回路？试验探究二试验探究二第9页盐桥盐桥中通常装有含中通常装有含KCl饱和溶液琼脂饱和溶液琼脂 K+和和Cl-在盐桥中能移动在盐桥中能移动 信息提醒信息提醒第10页交流研讨：交流研讨：1、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？2、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生偏转？、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生偏转？3、左右烧杯中各发生了什么反应？、左右烧杯中各发生了什么反应？4、该装置与普通锌铜原电池相比，有什么不一样地方、该装置与普通锌铜原电池相比，有什么不一样地方？半电池：包含电极材半电池：包含电极材料和电解质溶液，两料和电解质溶液，两个隔离半电池经过盐个隔离半电池经过盐桥连接起来。桥连接起来。试验探究二试验探究二第11页SO42Zn2+eeSO42Cu2+K+盐桥盐桥工作示意图工作示意图CuZnK+ClK+ClK+ClK+ClK+ClClK+K+ClK+K+K+ClClK+ClClCl1、勾通内电路、勾通内电路2.平衡电平衡电荷，使溶荷，使溶液呈电中液呈电中性性第12页锌半电池锌半电池铜半电池铜半电池电极反应：电极反应：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Cu2+2e-=CuZn2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+Cu锌铜原电池（盐桥）锌铜原电池（盐桥）ZnSOZnSO4 4溶液溶液溶液溶液CuZnCuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液盐桥盐桥 问题处理问题处理电池符号电池符号：Zn Zn ZnSOZnSO4 4 CuSOCuSO4 4 Cu Cu 负极负极 盐桥盐桥 正极正极第13页二二.加入盐桥后由两个半电池组成原电池工作原理加入盐桥后由两个半电池组成原电池工作原理：还原性强材料作负极，失电子被氧化还原性强材料作负极，失电子被氧化电解质溶液中氧化性强离子在正极得电子被还原电解质溶液中氧化性强离子在正极得电子被还原电子由负极经导线流向正极电子由负极经导线流向正极两极之间经过两极之间经过盐桥盐桥组成闭合回路。组成闭合回路。知识小结知识小结一一.盐桥作用盐桥作用：1.勾通内电路勾通内电路2.平衡电荷，使溶液呈电中性平衡电荷，使溶液呈电中性半电池中：半电池中：另半电池：另半电池：外电路中：外电路中：内电路中：内电路中：第14页银半电池银半电池铜半电池铜半电池电极反应：电极反应：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Cu2e-=Cu2+2Ag+2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2+2Ag铜银原电池（盐桥）铜银原电池（盐桥）AgNOAgNO3 3溶液溶液溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液CuAg盐桥盐桥 问题处理问题处理第15页请依据离子反应：请依据离子反应：Fe+Cu2+Fe2+Cu设计一个设计一个带盐桥带盐桥原电池，原电池，知识应用知识应用第16页CuSO4溶液溶液AFe知识递进知识递进优点：优点：1.有效防止了电极材料与电解质溶液直接反应，有效防止了电极材料与电解质溶液直接反应，增增加了原电池使用寿命加了原电池使用寿命2.离子在盐桥中作定向移动，降低了离子混乱，使离子在盐桥中作定向移动，降低了离子混乱，使离子移动愈加有序，电流连续稳定离子移动愈加有序，电流连续稳定，提升了原电池使用效率提升了原电池使用效率A第17页(高考真题）依据氧化还原反应：高考真题）依据氧化还原反应：2Ag 2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu(aq)+Cu(s)=Cu2+2+(aq)+2Ag(s)(aq)+2Ag(s)设计原电池如图所表示，设计原电池如图所表示，请回答以下问题：请回答以下问题：（1 1）电极）电极X X材料是材料是 ；电解质溶液电解质溶液Y Y是是 ；（2 2）银电极为电池）银电极为电池极，极，发生电极反应为发生电极反应为 X X电极上发生电极反应为电极上发生电极反应为 ；（3 3）外电路中电子是从）外电路中电子是从电极电极 流向流向电极。电极。CuCuAgNOAgNO3 3正正X XAgAgCu 2e-=Cu2+2Ag+2e-=2 Ag练习反馈练习反馈第18页三原三原电电池正、池正、负负极判断极判断第19页尤其提醒尤其提醒 判断判断电电极极时时，不能，不能简单简单地依据金属活地依据金属活动动性次性次序来判断，要看反序来判断，要看反应详细应详细情况。如：情况。如：(1)Al在在强强碱溶液中比碱溶液中比Mg更易失更易失电电子，子，Al作作负负极、极、Mg作正极。作正极。(2)Fe、Al在在浓浓HNO3中中钝钝化后，比化后，比Cu更更难难失失电电子，子，Cu作作负负极、极、Fe、Al作正极。作正极。第20页BCB第21页判断右边原电池正、负极，并写出电极反判断右边原电池正、负极，并写出电极反应式。应式。Cu CCu CFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极：CuCu 失电子失电子 Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+正极：正极：FeFe3+3+得电子得电子 2Fe2Fe3+3+2e+2e-=2Fe=2Fe2+2+A A Cu+2FeClCu+2FeCl3 3=CuCl=CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2先写出总反应：先写出总反应：即即 负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：拆成离子方程式：Cu +2FeCu +2Fe3 3 =Cu=Cu2 2 +2Fe+2Fe2 2依据化合价升降判断正负极依据化合价升降判断正负极四、电极方程式书写四、电极方程式书写1.简单原电池电极方程式写法简单原电池电极方程式写法第22页2.2.复杂原电池电极方程式书写复杂原电池电极方程式书写（1 1）方法点拨：写电极方程式时候，要依据）方法点拨：写电极方程式时候，要依据“得电子显负电；失电子显正电得电子显负电；失电子显正电”标准，利标准，利用用“电荷守恒电荷守恒”，经过巧用，经过巧用H H、OHOH和水写和水写出电极方程式。出电极方程式。（2 2）普通先写出简单一极反应式，再用总反）普通先写出简单一极反应式，再用总反应式做差得出另一极反应式。应式做差得出另一极反应式。（3 3）两极同时书写时注意使两极电子得失相）两极同时书写时注意使两极电子得失相等。等。第23页请写出右边原电池请写出右边原电池电极方程式。电极方程式。总反应方程式：总反应方程式：负极：负极：AlAl，失，失e e-2Al-6e2Al-6e 22Al3+2Al2Al3+3+8OH+8OH-=2AlO=2AlO2 2-+4H+4H2 2OO 负极总反应：负极总反应：负极总反应：负极总反应：2Al+8OH 2Al+8OH-6e6e 2AlO2AlO2 2-+4H+4H2 2O O 正极：总反应负极反应正极：总反应负极反应正极：总反应负极反应正极：总反应负极反应6H6H2 2O O 6e6e 6OH6OH 3H 3H2 2 Mg AlNaOHNaOH溶液溶液A拆成离子方程式：拆成离子方程式：2Al+2OH+2H2O =2AlO2+3H2依据化合价升降判断正负极依据化合价升降判断正负极2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2第24页第25页1.1.利用原电池原理设计新型化学电池；利用原电池原理设计新型化学电池；2.2.改改变学反应速率，如试验室用粗锌与硫改改变学反应速率，如试验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；酸反应制取氢气；3.3.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；4.4.电化学保护法，即将金属作为原电池正极而电化学保护法，即将金属作为原电池正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。受到保护。如在铁器表面镀锌。五、原电池原理应用：五、原电池原理应用：5.5.解释一些化学现象解释一些化学现象第26页(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1：以下叙述中，能够说明金属甲比乙活泼性强是以下叙述中，能够说明金属甲比乙活泼性强是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去电子多还原反应中，甲比乙失去电子多；D.同价态阳离子，甲比乙氧化性强；同价态阳离子，甲比乙氧化性强；（C）原电池原理应用：原电池原理应用：第27页(2)比较反应速率比较反应速率例例2：以下制氢气反应速率最快是以下制氢气反应速率最快是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸反应中加入几滴硫酸反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（D）原电池原理应用：原电池原理应用：第28页例例3：以下装置中四块相同以下装置中四块相同Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由率由慢慢到到快快次序是次序是(4)(2)(1)(3)第29页练练习习判断以下哪些装置组成了原电池？若不是，判断以下哪些装置组成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2第30页()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4第31页 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu第32页()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+Fe2+H2或或 Fe+H2SO4FeSO4+H2第33页2.如图所表示，在铁圈和银圈焊接处，用一根棉线将其悬在如图所表示，在铁圈和银圈焊接处，用一根棉线将其悬在盛水烧杯中，使之平衡；小心向烧杯中央滴入盛水烧杯中，使之平衡；小心向烧杯中央滴入CuSO4溶液，溶液，片刻后可观察到现象是片刻后可观察到现象是3。试将以下两个氧化还原反应分别设计成两个原电池试将以下两个氧化还原反应分别设计成两个原电池Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+(D)(Zn AgNO3 C)(Fe Fe2(SO4)3 C)A.铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；第34页