《原電池的工作原理》PPT課件

設(shè)疑請(qǐng)根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)猜想Zn與CuSO4溶液的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以證明。 活動(dòng)與探究一 向盛有30ml 1.0mol/LCuSO4溶液的小燒杯中,加入適量鋅粉，用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度，觀察溫度計(jì)的變化。Zn+ Cu 2+ Zn2+ + Cu 創(chuàng)設(shè)情景 除了可以將該反應(yīng)放出的能量轉(zhuǎn)化為熱能之外，還能通過該反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為什么能量？ 一、原電池1、原電池：2、原電池工作原理：氧化還原反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。知識(shí)回顧 判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池，思考原電池的構(gòu)成條件。練習(xí)Cu C 形 成 原 電 池 的 一 般 條 件（ 0） 前 提 條 件 ： 有 自 發(fā) 的 氧 化 還 原 反 應(yīng) （ 1） 有 兩 種 活 潑 性 不 同 的 導(dǎo) 電 材 料 作 電 極 (不 同 的 金 屬 或 金 屬 與 非 金 屬 導(dǎo) 體 ）（ 2） 兩 個(gè) 電 極 必 須 插 入 電 解 質(zhì) 溶 液 中（ 3） 兩 極 相 連 形 成 閉 合 回 路 （ 用 導(dǎo) 線 連 接 或 電極 直 接 接 觸 ） 【小組討論】根據(jù)Zn+Cu2+=Zn2+Cu設(shè)計(jì)一個(gè)銅、鋅原電池。指出所選用的電解質(zhì)溶液，寫出該原電池的兩電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式。畫出原電池的構(gòu)造圖。正極（銅電極）：還原反應(yīng) Cu2+ + 2e- = Cu 負(fù)極（鋅電極）：氧化反應(yīng) Zn - 2e- = Zn2+電 池 總 反 應(yīng) ： Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+Zn Cu CuSO 4 CuZn練習(xí)：結(jié)合原電池的構(gòu)成條件，判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池。 CuSO 4 ZnSO4 活動(dòng)與探究二 如教材P13圖1-8所示，向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液和 30ml1.0mol/L的ZnSO4溶液分別插入銅片和鋅片，連接導(dǎo)線和電流計(jì)，觀察現(xiàn)象。將鹽橋插入兩只燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液，觀察現(xiàn)象。 Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu 電路：外電路內(nèi)電路電子流向：由失電子的一極向得電子的一極 （即負(fù)極正極）電流方向：與電子流向相反陰離子流向與電子流向一致陽離子流向與電流一致 2.電極：負(fù)極：電子流出的一極正極：電子流入的一極3.電極反應(yīng)式：負(fù)極（氧化反應(yīng)）： Zn2e-Zn2+正極（還原反應(yīng)）： 4.總反應(yīng)式（氧化還原反應(yīng)）：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu 鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液的瓊脂。思考：1、鹽橋的作用是什么？（1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。 （2）平衡電荷 （保證其連接的兩個(gè)半電池中的電解質(zhì)溶液呈電中性）2、 此電池的優(yōu)點(diǎn)？能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流，提高原電池電流效率。 二、原電池的設(shè)計(jì)例：利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。負(fù)極：Fe 2e- =Fe2+ 正極：Cu2+ +2e- =Cu CuFe CuSO 4FeSO 4Fe CuCuSO4 設(shè)計(jì)原電池的思路：半電池：畫出裝置示意圖電極材料電解質(zhì)溶液根據(jù)電極反應(yīng)確定還原劑（電極材料）和氧化產(chǎn)物（電解質(zhì)溶液）為負(fù)極的半電池氧化劑（電解質(zhì)溶液）和還原產(chǎn)物（電極材料）為正極的半電池外電路用導(dǎo)線連通，可以接用電器內(nèi)電路是將電極浸入電解質(zhì)溶液中，并通過鹽橋溝通內(nèi)電路（或其它不活潑材料）根據(jù)負(fù)極氧化、正極還原寫出電極反應(yīng)式前提：是氧化還原反應(yīng) 練習(xí)： 利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。正極：2Fe32e- =2Fe2+ 負(fù)極：Cu-2e- =Cu2+CuC CuSO 4FeCl3C Cu FeCl3 小 結(jié)原電池工作原理根據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池 電解質(zhì)溶液陽離子氧化反應(yīng)負(fù)極 正極還原反應(yīng)電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流陰離子- (-)：Zn 2e- = Zn2+ (+)：2H + +2e- = H 2 電池反應(yīng)：Zn + 2H + = Zn2+ + H 2Zn CuH2SO4ZnSO4鹽橋 +3、把右圖設(shè)計(jì)成有鹽橋的原電池裝置，并寫出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式Zn Cu H 2SO 4 三、原電池的正負(fù)極的判斷方法 微觀判斷（根據(jù)電子流動(dòng)方向）電子流出的極電子流入的極負(fù)極正極 較活潑的電極材料較不活潑的電極材料 質(zhì)量增加的電極 工作后 質(zhì)量減少的電極負(fù)極正極正極負(fù)極工作后，有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極宏觀判斷：根據(jù)電極材料根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反應(yīng)根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極有氣泡冒出：負(fù)極正極 四、原電池電極反應(yīng)式的書寫1、 確 定 原 電 池 正 負(fù) 極 ， 以 及 兩 極 上 發(fā) 生 反 應(yīng) 的物 質(zhì) ， 負(fù) 極 發(fā) 生 氧 化 反 應(yīng) ， 正 極 發(fā) 生 還 原 反 應(yīng)2、 重 視 介 質(zhì) 是 否 參 加 反 應(yīng) ， 注 意 兩 極 得 失 電 子總 數(shù) 相 等3、 將 兩 極 電 極 反 應(yīng) 式 相 加 即 得 原 電 池 的 總 反 應(yīng)式 1.如 圖 裝 置 ， 電 流 表 G發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) ， 同 時(shí) A極 逐 漸變 粗 ， B極 逐 漸 變 細(xì) ， C為 電 解 質(zhì) 溶 液 ， 則 A、 B、C應(yīng) 是 下 列 各 組 中 的 哪 一 組 （ ） A、 A是 鋅 ， B是 銅 ， C為 稀 H2SO4 B、 A是 銅 ， B是 鋅 ， C為 稀 硫 酸 C、 A是 鐵 ， B是 銀 ， C為 AgNO3溶 液 D、 A是 Ag， B是 鐵 ， C為 AgNO3溶 液 G CA BD問 題 解 決 練習(xí)：1、下列關(guān)于下圖所示原電池的說法正確的是A 鋁片為正極B 正極上有H 2產(chǎn)生C Al是電池的負(fù)極，開始工作時(shí)溶液中會(huì)立即有白色沉淀析出D 當(dāng)轉(zhuǎn)移0.04 mol e- 時(shí)，產(chǎn)生 0.01 mol O 2 Cu B、C 練 習(xí) 2. X、 Y、 Z、 W四 種 金 屬 片 進(jìn) 入 稀 鹽 酸 中 ,用導(dǎo) 線 連 接 ,可 以 組 成 原 電 池 ,實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 如 下 圖 所 示 :則 四 種 金 屬 的 活 潑 性 由 強(qiáng) 到 弱 的 順 序 為_ZYXW 5.利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣；1.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較；3.電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。原電池的主要應(yīng)用：4.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象 (1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲 上有H 2氣放出；B.在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）原電池原理應(yīng)用： (2)比較反應(yīng)速率例2 ：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和 1mol/L 鹽酸；B.A.純鋅和1mol/L 硫酸；純鋅和18 mol/L 硫酸；C.粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO 4溶液。D.（ D ）原電池原理應(yīng)用： (3)比較金屬腐蝕的快慢例3：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5) (2) (1) (3) (4)原電池原理應(yīng)用： 例4：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4) (2) (1) (3) (4)判斷溶液pH值變化例5：在Cu-Zn原電池中，200mLH 2SO 4 溶液的濃度為0.125mol/L , 若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到 0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為 mol,溶液的pH值變_(填“變大”、“變小”、“不變”)？（溶液體積變化忽略不計(jì)）變大0.015原電池原理應(yīng)用： (5)原電池原理的綜合應(yīng)用例6：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。1)“熱敷袋”是利用 放出熱量。2)炭粉的主要作用是 。3)加入氯化鈉的主要作用是 。4)木屑的作用是 。鐵被氧化 與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化 氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液使用“熱敷袋”時(shí)受熱均勻原電池原理應(yīng)用：