2019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

第四章電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié)原電池 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 1 能說出原電池的工作原理及構(gòu)成條件 2 能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式 3 能設(shè)計簡單的原電池 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 一 原電池1 工作原理 以鋅銅原電池為例 1 實驗現(xiàn)象 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 鋅片逐漸溶解 銅片上有紅色物質(zhì)沉積 將鹽橋取出 電流表指針回到零點 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 2 工作原理 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 2 原電池形成的條件 1 兩個活潑性不同的電極 相對活潑的金屬作負(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) 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 鹽橋的作用是什么 提示 1 連接兩個半電池構(gòu)成閉合回路 2 保持鹽橋兩邊電解質(zhì)溶液呈電中性 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 如何判斷原電池的正負(fù)極 提示 1 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷 原電池的負(fù)極總是失電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 負(fù)失氧 正極總是得電子 發(fā)生還原反應(yīng) 正得還 2 根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷 電流是由正極流向負(fù)極 電子流動方向是由負(fù)極流向正極 3 根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液中離子的定向移動方向判斷 在原電池的電解質(zhì)溶液中 陽離子移向的極是正極 陰離子移向的極是負(fù)極 4 由組成原電池兩極的電極材料判斷 一般是活動性較強的金屬為負(fù)極 活動性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 5 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的現(xiàn)象判斷 質(zhì)量減小的電極為負(fù)極 有金屬析出或有氣泡放出的一極為正極 此規(guī)則具有相當(dāng)?shù)木窒扌?可用于一些常規(guī)原電池的電極判定 如Al Cu與稀硫酸構(gòu)成的電池 但不適用于目前許多的新型燃料電池和可充電電池電極的判定 6 燃料電池 充入燃料 如H2 CO CH4 CH3OH N2H4等 的一極為負(fù)極 充入助燃劑 如O2 NO2等 的一極為正極 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 二 原電池的設(shè)計1 電極用還原性較強的物質(zhì)作負(fù)極 向外電路提供電子 用氧化性較強的物質(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 通過陰 陽離子的定向移動形成內(nèi)電路 3 原理放電時負(fù)極上的電子通過導(dǎo)線流向正極 再通過溶液中離子移動形成的內(nèi)電路構(gòu)成閉合回路 知識梳理 典例透析 一 二 三 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) 有無自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生 知識梳理 典例透析 一 二 三 二 原電池的工作原理和正負(fù)極的判斷1 原電池的工作原理 知識梳理 典例透析 一 二 三 2 原電池正負(fù)極的一般判斷 知識梳理 典例透析 一 二 三 特別提醒 Mg Al NaOH溶液構(gòu)成的原電池 Al為負(fù)極 Fe 或Al Cu 濃硝酸構(gòu)成的原電池 Cu為負(fù)極 知識梳理 典例透析 一 二 三 三 原電池原理的應(yīng)用1 比較金屬活動性強弱例證 有兩種金屬a和b 用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中 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 金屬活動性a b 2 增大化學(xué)反應(yīng)速率例證 實驗室利用鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時 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 知識梳理 典例透析 一 二 三 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 知識梳理 典例透析 一 二 三 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) 或者電解質(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 但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行 中間連接鹽橋 則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子 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 知識梳理 典例透析 一 二 三 特別提醒設(shè)計原電池時 若氧化還原反應(yīng)方程式中無明確的電解質(zhì)溶液 可用水作電解質(zhì) 但為了增強其導(dǎo)電性 通常加入強堿或強酸 如燃料電池 水中一般要加入KOH或H2SO4 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 原電池的判斷 答案 B 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 點撥判斷一個裝置是否構(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)成原電池的三個條件為標(biāo)準(zhǔn) 兩個活潑性不同的電極 插入電解質(zhì)溶液 形成閉合回路 若上述條件都滿足則可形成原電池 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點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 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 答案 A 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 原電池原理的應(yīng)用 例題3 利用反應(yīng)Zn 2FeCl3ZnCl2 2FeCl2設(shè)計一個原電池 在下圖方格內(nèi)畫出實驗裝置圖 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 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 知識梳理 典例透析 知識點1 知識點2 知識點3 點撥要牢記原電池正負(fù)極反應(yīng)的反應(yīng)類型 以便確定正負(fù)極材料 同時要根據(jù)電池反應(yīng)方程式 選擇合適的電解質(zhì)溶液 為了確保能寫出正確答案 可將所設(shè)計的電池反應(yīng)方程式寫出 與題中所給的方程式對比 檢查