《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 4.1 原電池課件 新人教版選修4.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 4.1 原電池課件 新人教版選修4.ppt（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一節(jié)原電池,1.能說(shuō)出原電池的工作原理及構(gòu)成條件。2.能寫(xiě)出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。3.能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。,一,二,一、原電池1.工作原理(以鋅銅原電池為例)(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。①電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。②鋅片逐漸溶解。③銅片上有紅色物質(zhì)沉積。④將鹽橋取出,電流表指針回到零點(diǎn)。,,,,,一,二,(2)工作原理。,,,,,,,,,,,,一,二,2.原電池形成的條件(1)兩個(gè)活潑性不同的電極:相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極;較不活潑的金屬或非金屬作正極。(2)電解質(zhì)溶液。(3)形成閉合回路。(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。思考感悟鹽橋的作用是什么?提示:(1)連接兩個(gè)半電池構(gòu)成閉合回路。(2)保持鹽橋兩邊電
2、解質(zhì)溶液呈電中性。,,,,,,一,二,二、原電池的設(shè)計(jì)1.電極用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作負(fù)極,向外電路提供電子;用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作正極,從外電路得到電子。2.構(gòu)成將兩電極浸在電解質(zhì)溶液中,通過(guò)陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)形成內(nèi)電路。3.原理放電時(shí)負(fù)極上的電子通過(guò)導(dǎo)線流向正極,再通過(guò)溶液中離子移動(dòng)形成的內(nèi)電路構(gòu)成閉合回路。,,,,,一、原電池的判定依據(jù)原電池的形成條件分析判斷,主要是“四看”:一看電極——兩極為導(dǎo)體且存在活潑性差異(燃料電池的電極一般為惰性電極)。二看溶液——兩極插入電解質(zhì)溶液中。三看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸。四看本質(zhì)——有無(wú)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生。,二、原電池的工作原理和正負(fù)極的
3、判斷1.原電池的工作原理,2.原電池正負(fù)極的一般判斷,特別提醒①M(fèi)g、Al、NaOH溶液構(gòu)成的原電池,Al為負(fù)極;②Fe(或Al)、Cu、濃硝酸構(gòu)成的原電池,Cu為負(fù)極。,三、原電池原理的應(yīng)用1.比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱例證:有兩種金屬a和b,用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中,觀察到a極溶解,b極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極,b是正極,因此,金屬活動(dòng)性a>b。2.增大化學(xué)反應(yīng)速率例證:實(shí)驗(yàn)室利用鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),通常向稀硫酸中滴入幾滴硫酸銅溶液。原理:鋅與置換出的銅及稀硫酸構(gòu)成原電池,使產(chǎn)生氫氣的速率增大。,3.設(shè)計(jì)原電池例如,以2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2為依據(jù),設(shè)
4、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
5、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(yáng)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。特別提醒設(shè)計(jì)原電池時(shí),若氧化還原反應(yīng)方程式中無(wú)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。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,原電池的判斷【例題1】下圖中能組成原電池產(chǎn)生較大電流的是(),解析:A、D兩項(xiàng)中電極與電解質(zhì)溶液之間不發(fā)生反應(yīng),不能構(gòu)成原電池;B項(xiàng)符合原電池的三個(gè)構(gòu)成條件,且Zn能與H2SO4溶液反應(yīng),兩電極發(fā)生的反應(yīng)分別是Zn-2
6、e-Zn2+,2H++2e-H2↑;C項(xiàng)中酒精不是電解質(zhì),故不是原電池。答案:B,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,點(diǎn)撥判斷一個(gè)裝置是否構(gòu)成原電池的關(guān)鍵就是抓好“一看二標(biāo)”:即看是否有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)存在;以構(gòu)成原電池的三個(gè)條件為標(biāo)準(zhǔn):兩個(gè)活潑性不同的電極、插入電解質(zhì)溶液、形成閉合回路。若上述條件都滿(mǎn)足則可形成原電池。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,原電池的工作原理【例題2】下圖為一原電池裝置,下列敘述中正確的是()A.銅離子在銅片表面被還原B.鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液C.電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D.銅是正極,銅片上有氣泡產(chǎn)生解析:該原電池中,較活潑的金屬鋅作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),較不活潑的
7、銅作正極,發(fā)生還原反應(yīng),電子由負(fù)極鋅流出,經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極(電流的方向與之相反),負(fù)極、正極的反應(yīng)分別為負(fù)極:Zn-2e-Zn2+,正極:Cu2++2e-Cu;鹽橋中的陽(yáng)離子向正極區(qū)硫酸銅溶液中遷移,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。答案:A,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,原電池原理的應(yīng)用【例題3】利用反應(yīng)Zn+2FeCl3ZnCl2+2FeCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。在下圖方格內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置圖,并指出正極材料為,電極反應(yīng)式為;負(fù)極材料為,電極反應(yīng)式為。解析:一般來(lái)說(shuō),利用放出能量的自發(fā)氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成相應(yīng)的原電池。具體設(shè)計(jì)時(shí),先將氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)(即氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)),然后根據(jù)構(gòu)成原
8、電池的條件,選擇合適的電極材料及適宜的電解質(zhì)溶液,將兩電極用導(dǎo)線連接插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路,即可成功設(shè)計(jì)原電池。將Zn+2FeCl3ZnCl2+2FeCl2拆分為:Zn-2e-Zn2+(氧化反應(yīng))和2Fe3++2e-2Fe2+(還原反應(yīng));結(jié)合原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn)分析可知,該電池的負(fù)極應(yīng)用鋅,則正極所用材料活潑性應(yīng)比鋅弱,為保證Fe3+在正極得電子,則電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液等易溶的鐵鹽溶液。,知識(shí)點(diǎn)1,知識(shí)點(diǎn)2,知識(shí)點(diǎn)3,答案:(實(shí)驗(yàn)裝置圖如下)Pt(或石墨)2Fe3++2e-2Fe2+ZnZn-2e-Zn2+,點(diǎn)撥要牢記原電池正負(fù)極反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型,以便確定正負(fù)極材料,同時(shí)要根據(jù)電池反應(yīng)方程式,選擇合適的電解質(zhì)溶液。為了確保能寫(xiě)出正確答案,可將所設(shè)計(jì)的電池反應(yīng)方程式寫(xiě)出,與題中所給的方程式對(duì)比、檢查。,
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