2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池課件 新人教版選修4.ppt

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池,【新課導(dǎo)入】,某化學(xué)興趣小組為了體驗(yàn)水果電池電流的存在進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。用橘子一個(gè),鋁片和鋅片各一片,電燈泡一個(gè),按圖連接好。在實(shí)驗(yàn)前,先用砂紙擦去金屬表面的氧化膜,實(shí)驗(yàn)時(shí)保持兩金屬插在橘子上不能直接接觸。親愛(ài)的同學(xué)們,你知道世界上最早的電池是怎樣對(duì)外放電的嗎?如何組合成有使用價(jià)值的電池裝置呢?,【課標(biāo)要求】,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.能夠根據(jù)要求設(shè)計(jì)原電池。,知識(shí)探究梳理知識(shí)點(diǎn)撥方法,原電池概念及工作原理(1)概念:利用反應(yīng)原理將能轉(zhuǎn)化為能的裝置。(2)構(gòu)成條件,探究點(diǎn)一原電池工作原理,氧化還原,化學(xué),電,負(fù),電解質(zhì),閉合,氧化還原,(3)工作原理(以鋅銅原電池為例),逐漸溶解,紅色物質(zhì)析出,偏轉(zhuǎn),負(fù)極,正極,失,得,流出,流入,氧化,還原,思考鹽橋內(nèi)盛放的是什么物質(zhì)?在原電池中有何作用和優(yōu)點(diǎn)?提示:鹽橋中通常盛放含瓊膠的KCl飽和溶液,其作用是使兩個(gè)半電池中的溶液連成一個(gè)通路。其優(yōu)點(diǎn)是使原電池中氧化劑和還原劑近乎完全隔離,并在不同區(qū)域之間實(shí)現(xiàn)電子的定向移動(dòng),使原電池能持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流。,(4)正、負(fù)極的判斷方法,可從口訣記憶:原電池有兩極,活潑金屬作負(fù)極;負(fù)極氧化正還原,電子由負(fù)流向正。,名師點(diǎn)撥,1.原電池電極判斷兩注意(1)發(fā)生氧化反應(yīng)(失去電子)的一定是負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)(得到電子)的一定是正極。(2)原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān),不要形成活潑電極一定作負(fù)極的思維定式。如在Al-Mg-NaOH溶液組成的原電池中,Al作負(fù)極;在Fe(或Al)-Cu-HNO3(濃)構(gòu)成的原電池中,Cu作負(fù)極。2.原電池工作原理的3個(gè)失分點(diǎn)(1)原電池閉合回路的形成有多種方式,可以是導(dǎo)線(xiàn)連接兩個(gè)電極,也可以是兩電極相接觸。(2)電解質(zhì)溶液中陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng),與導(dǎo)線(xiàn)中電子的定向移動(dòng)共同組成了一個(gè)完整的閉合回路。(3)在原電池中,電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液,即“電子在線(xiàn)不下水,離子下海不上岸”。,1.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間,以下敘述正確的是()A.兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負(fù)極C.兩燒杯中溶液的pH均增大D.產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢,解析:甲裝置是銅鋅原電池,乙不能形成原電池裝置,所以乙燒杯中銅表面無(wú)氣泡生成,而甲中銅表面有氣泡生成,A錯(cuò);乙中Cu片不可能是負(fù)極,B錯(cuò);甲、乙兩裝置發(fā)生的反應(yīng)均是Zn+2H+H2+Zn2+,所以?xún)蔁腥芤旱膒H均增大,C正確;因甲是原電池裝置,所以甲燒杯中產(chǎn)生H2的速度快,D錯(cuò)。,過(guò)關(guān)演練鞏固知識(shí)提升能力,C,2.關(guān)于如圖所示的原電池,下列說(shuō)法正確的是()A.電子從鋅電極通過(guò)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.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng);銅電極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)是2H+2e-H2D.取出鹽橋后,電流表仍會(huì)偏轉(zhuǎn),銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變,解析:鋅片作負(fù)極,銅片作正極,電子從負(fù)極流向正極,A正確;鹽橋中的陰離子向負(fù)極移動(dòng),B錯(cuò)誤;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),銅電極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+2e-Cu,C錯(cuò)誤;取出鹽橋后不能形成原電池,銅電極在反應(yīng)后質(zhì)量增加,D錯(cuò)誤。,A,知識(shí)探究梳理知識(shí)點(diǎn)撥方法,探究點(diǎn)二原電池原理的應(yīng)用,加快化學(xué)反應(yīng)速率,構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比原電池負(fù)極材料與電解液直接接觸的反應(yīng)速率快,用稀H2SO4制H2時(shí),使用粗鋅比純鋅反應(yīng)快,或向溶液中加入少量CuSO4溶液,反應(yīng)加快,比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱,酸性電解質(zhì)中,一般是作負(fù)極的金屬較活潑,作正極的金屬相對(duì)較不活潑,設(shè)計(jì)原電池,把氧化還原反應(yīng)分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng),根據(jù)氧化反應(yīng)確定負(fù)極材料和負(fù)極的電解質(zhì)溶液;根據(jù)還原反應(yīng)確定正極材料和正極的電解質(zhì)溶液,金屬防護(hù)和有關(guān)現(xiàn)象的解釋,如果保護(hù)一個(gè)鐵閘,可用導(dǎo)線(xiàn)將其與一鋅塊相連,使鋅作原電池的負(fù)極,鐵閘作正極,思考將金屬a、b用導(dǎo)線(xiàn)相連插入稀H2SO4中,發(fā)現(xiàn)b上產(chǎn)生氣泡,則a與b相比較,誰(shuí)更活潑?提示:a,名師點(diǎn)撥依據(jù)氧化還原方程式設(shè)計(jì)原電池的思維模式“兩極一液一連線(xiàn)”,1.用鐵片與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí),下列不能使氫氣生成速率加快的是()A.加熱B.不用稀硫酸,改用98%濃硫酸C.加少量硫酸銅溶液D.不用鐵片,改用鐵粉,解析:加熱升高溫度和增大固體反應(yīng)物的接觸面積都能加快化學(xué)反應(yīng)速率,A、D正確;鐵在濃硫酸中鈍化,不產(chǎn)生氫氣,B錯(cuò)誤;加入少量硫酸銅溶液,由于Cu2+FeCu+Fe2+,構(gòu)成銅鐵稀硫酸原電池,加快了鐵片與稀硫酸反應(yīng)制氫氣的速率,C正確。,過(guò)關(guān)演練鞏固知識(shí)提升能力,B,A,解析:由第一個(gè)裝置圖中正負(fù)極的標(biāo)注可知,Cd失去電子作負(fù)極,則金屬性Cd>Co;由第二個(gè)裝置圖正負(fù)極的標(biāo)注可知,Co失去電子被氧化作負(fù)極,則金屬性Co>Ag,綜上分析可知三者金屬性的強(qiáng)弱順序?yàn)镃d>Co>Ag。根據(jù)活潑性強(qiáng)的金屬能將活潑性弱的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)的規(guī)律判斷A項(xiàng)錯(cuò)誤。,3.已知電極材料:鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁;電解質(zhì)溶液:CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、稀硫酸。按要求回答下列問(wèn)題:(1)電工操作上規(guī)定:不能把銅導(dǎo)線(xiàn)和鋁導(dǎo)線(xiàn)連接在一起使用。請(qǐng)說(shuō)明原因:。,解析:(1)當(dāng)Cu、Al導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí),接觸到潮濕的空氣就易形成原電池,鋁導(dǎo)線(xiàn)被腐蝕。答案:(1)兩者連接在一起時(shí),接頭處在潮濕的空氣中形成原電池,鋁導(dǎo)線(xiàn)被腐蝕,(2)若電極材料選銅和石墨,電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液,外加導(dǎo)線(xiàn),能否構(gòu)成原電池?。若能,請(qǐng)寫(xiě)出電極反應(yīng)式(若不能,后兩空可不填),負(fù)極:,正極:。,(3)設(shè)計(jì)一種以鐵和稀硫酸反應(yīng)為原理的原電池,要求畫(huà)出裝置圖(需標(biāo)明電極材料及原電池的正、負(fù)極)。,答案:(3),1.下列關(guān)于鹽橋的說(shuō)法中不正確的是()A.鹽橋是一個(gè)起導(dǎo)電作用的裝置,其作用是將兩個(gè)半電池連起來(lái)B.鹽橋的導(dǎo)電是通過(guò)離子進(jìn)行的C.鹽橋?qū)щ姇r(shí),兩電解質(zhì)溶液為一個(gè)整體,是一個(gè)原電池D.鹽橋?qū)⒁粋€(gè)原電池隔成了兩個(gè)原電池裝置,解析:鹽橋?qū)⒁粋€(gè)原電池隔成了兩個(gè)半電池,使原電池中氧化劑和還原劑近乎完全隔離,并在不同區(qū)域之間實(shí)現(xiàn)了電子的定向移動(dòng),使原電池能持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流,故D錯(cuò)誤。,D,課堂檢測(cè)即學(xué)即測(cè)查漏補(bǔ)缺,2.下列裝置可以構(gòu)成原電池的是(),C,解析:原電池構(gòu)成的三個(gè)條件是:活潑性不同的兩個(gè)電極,A錯(cuò)誤;電解質(zhì)溶液,B錯(cuò)誤;構(gòu)成閉合回路,D錯(cuò)誤;C滿(mǎn)足這三個(gè)條件。,A,4、有a、b、c、d四個(gè)金屬電極,有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:,由此判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是()A.a>b>c>dB.b>c>d>aC.d>a>b>cD.a>b>d>c,解析:由第一個(gè)裝置a極溶解,故a為負(fù)極,可知金屬活動(dòng)性a>b,第二個(gè)裝置依據(jù)金屬活動(dòng)順序可知金屬活動(dòng)性b>c;同理第三個(gè)裝置d極溶解可知d極為負(fù)極,金屬活動(dòng)性d>c,由第四個(gè)裝置電流從a極流向d極,則電子從d極流向a極,故金屬活動(dòng)性d>a,則選項(xiàng)C符合題意。,C,5.依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag+CuCu2+2Ag設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)電極X的材料是;電解質(zhì)溶液Y是。(2)銀電極為電池的極,發(fā)生的電極反應(yīng)為;X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為。(3)外電路中的電子是從電極流向電極。,答案:(1)銅(或Cu)AgNO3溶液,(3)CuAg,1.組成:鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍。2.作用:(1)連接內(nèi)電路,形成閉合回路;(2)平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流;(3)鹽橋中離子移動(dòng)方向:鹽橋中的陽(yáng)離子(如K+)向正極移動(dòng)、陰離子(如Cl-)向負(fù)極移動(dòng)。3.注意事項(xiàng):在有鹽橋的銅鋅原電池中,電解質(zhì)溶液的選擇要與電極材料的陽(yáng)離子相同。即Zn極對(duì)應(yīng)的是ZnSO4溶液,Cu極對(duì)應(yīng)的是CuSO4溶液。,實(shí)驗(yàn)微專(zhuān)題9原電池實(shí)驗(yàn)裝置中鹽橋的組成和作用,答案:C,C,謝謝觀賞！,