高中化學(xué) 1.1.2 原電池課件1 蘇教版選修4.ppt

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原電池,【演示實(shí)驗(yàn)一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？,鋅片上有氣泡產(chǎn)生,原理:,Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑,,2e-,【演示實(shí)驗(yàn)二】鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中有何現(xiàn)象？,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 銅片上有氣泡產(chǎn)生,問題探究,,,,,,,,,,,,,,,1.銅片上產(chǎn)生什么氣體?,有人說H2是由銅和稀硫酸在這種特定的條件下反應(yīng)產(chǎn)生出來的。這種想法正確嗎？,2.銅片上的電子從何來?,2H+ + 2e－=H2↑,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Cu,Zn,稀硫酸,,,,Zn2+,H+,,H+,,,電流計(jì),Zn－2e－ = Zn2+,2H+ + 2e－=H2↑,3.如何檢驗(yàn)電子的流動(dòng)?,根據(jù)能量守恒原理，這種產(chǎn)生出來的電能是從什么能量轉(zhuǎn)變來的呢？,一、原電池,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,原電池,電子的轉(zhuǎn)移,,氧化還原反應(yīng),電流,,如何檢驗(yàn)原電池正負(fù)極？,用一干電池連接電流計(jì)驗(yàn)證電子流向，確定Zn片, Cu片的正負(fù)極是怎樣的？,測(cè)干電池時(shí)，電流計(jì)指針偏向正極,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Cu,Zn,稀硫酸,,,,Zn2+,H+,,H+,,,1、原電池的正負(fù)極判斷,負(fù)極（ Zn片 ） ： 正極（ Cu 片）：,,測(cè)原電池時(shí)，電流計(jì)指針指向Cu片,,電子流出的一極 電子流入的一極,2、電極反應(yīng),總反應(yīng)：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑(離子方程式),Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑(化學(xué)方程式),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Cu ㈩,Zn㈠,,,,Zn2+,H+,,H+,,,Zn－2e－=Zn2+,2H++2e－=H2↑,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),負(fù)極,正極,電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流,,失去電子,溶液中陽(yáng)離子得到電子,SO42-,3原電池工作原理小結(jié),較活潑金屬,不活潑金屬,,從化學(xué)反應(yīng)來看，使自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的氧化和還原兩個(gè)過程分別在兩個(gè)電極上發(fā)生，使電子定向移動(dòng)形成電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。,工作原理,問題探究：使電子定向移動(dòng)形成電流應(yīng)該具備哪些條件？,1、前提：自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)（有電子轉(zhuǎn)移）,Cu－ Zn原電池中Zn片換成Ag片能形成原電池嗎 ？,,（不可以）,2、電子為什么會(huì)定向移動(dòng)（動(dòng)力）？,,電子定向移動(dòng)的動(dòng)力：兩極有電勢(shì)差 條件：兩種不同的金屬 （或一種金屬與石墨）作電極,（不可以）,能形成原電池嗎 ？,（可以）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Cu,Zn,,,,整個(gè)裝置是如何形成電流的閉合回路的?,外電路：負(fù)極不斷產(chǎn)生電子跑到正極 電流：正極到負(fù)極,負(fù)極,正極,電燈,3、電子要定向移動(dòng)還需什么條件?,,,,,,,Cu,Zn,,,,溶液中陰陽(yáng)離子分別向哪一個(gè)電極運(yùn)動(dòng)？,Zn2+,負(fù)極,正極,靜電作用,內(nèi)電路：,,陽(yáng)離子,,正極,陰離子,負(fù)極,,（不可以）,能形成原電池嗎 ？,（不可以）,原因：沒有形成閉合回路,二、形成簡(jiǎn)單原電池的條件,兩個(gè)電極：兩種不同的金屬 （或一種金屬與石墨） 電解質(zhì)溶液：電極材料均插入電解質(zhì)溶液中 形成閉合回路：用導(dǎo)線相連（或直接接觸）,前提：金屬能與電解質(zhì)溶液自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng),,下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？,√,,√,鞏固練習(xí)1,把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用 導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為 負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)， c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣 泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為： ( ) A．a(chǎn) b c d B．a(chǎn) c d b C．c a b . d D．b d c a,B,鞏固練習(xí)2,原電池工作原理,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),④有閉合回路,(–),(＋),e-,A,③電解質(zhì)溶液,②一般有還原性差異的材料作兩個(gè)電極,C石墨,稀硫酸,Zn,Cu,A,D,C,【知識(shí)回顧】下列裝置可以構(gòu)成原電池的是（ ）,D,? 正負(fù)極的判斷： 負(fù)極：失去電子（發(fā)生氧化反應(yīng)，一般為 較活潑的金屬電極） 正極：得到電子（發(fā)生還原反應(yīng)一般為較不活潑金屬或非金屬） （負(fù)極失電子數(shù)與正極得電子數(shù)相等）,? 電極方程式的書寫 1、先根據(jù)電極材料、電解質(zhì)溶液及反應(yīng)現(xiàn)象，再確定正負(fù)極，然后寫電極反應(yīng)式。在確保正負(fù)極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的前提下，將正負(fù)電極反應(yīng)式相加既得總反應(yīng)式。 2、根據(jù)氧化還原方程式找出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)，確定兩極名稱和反應(yīng)物，利用電子守恒寫出兩極反應(yīng)式。,,練習(xí),1、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.,1,(∨),2H++2e-＝H2↑,負(fù)極：,總反應(yīng)：,正極：,Zn－2e-＝Zn2+,Zn+2H+＝Zn2++H2↑,(∨),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,Zn－2e- ＝Zn2+,2H++2e- ＝H2↑,Zn+2H+＝Zn2++H2↑,(∨),正極：,負(fù)極：,總反應(yīng)：,Fe－2e - ＝Fe2+,Cu2++2e- ＝Cu,Fe+Cu2+＝Fe2++Cu,Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4,2,3,5,4,(),(∨),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,Zn－2e-＝Zn2+,2H++2e-＝H2↑,Zn+2H+＝H2↑+Cu,知識(shí)應(yīng)用,請(qǐng)根據(jù)離子反應(yīng)： Fe + Cu2+＝ Fe2+ + Cu 設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,現(xiàn)象,Fe也會(huì)和CuSO4 直接反應(yīng),,存在缺陷！,逐漸溶解（質(zhì)量減小）,有紅色物質(zhì)析出（質(zhì)量增加）,示數(shù)不穩(wěn)定,一定時(shí)間后能看到的現(xiàn)象,,1.如何避免Fe或Zn與CuSO4 溶液反應(yīng)？,思考與交流,應(yīng)把Zn與CuSO4 溶液分開 把鋅放在另一個(gè)燒杯中,Cu,Zn,,,,CuSO4溶液,Zn2+,SO42-,,A,2.燒杯中加什么溶液？,思考與交流,不與鋅反應(yīng)的溶液， 一般加金屬對(duì)應(yīng)的鹽溶液。,為什么？,3.安培表指針會(huì)偏轉(zhuǎn)嗎？,4.怎樣構(gòu)成閉合回路？,鹽橋中通常裝有含KCl飽和溶液的瓊脂 K+和Cl-在鹽橋中能移動(dòng),信息提示,鹽橋,,,SO42－,Zn2+,e－ e－,SO42－,Cu2+,K+,鹽橋工作示意圖,Cu,Zn,K+,Cl－,K+,Cl－,K+,Cl－,K+,Cl－,K+,Cl－,Cl－,K+,K+,Cl－,K+,K+,K+,Cl－,Cl－,K+,Cl－,Cl－,Cl－,1.連通電路,信息提示,2.使溶液呈電中性,3.使電流持續(xù)穩(wěn)定,鋅半電池,銅半電池,電極反應(yīng)： 負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)：,Cu2++2e- =Cu,Zn－2e- =Zn2+,Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu,鋅銅原電池（鹽橋）,問題解決,銀半電池,銅半電池,電極反應(yīng)： 負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)：,Cu － 2e- = Cu2+,2Ag + +2e- =2Ag,Cu + 2Ag + = Cu2+ + 2Ag,銅銀原電池（鹽橋）,,,,AgNO3溶液,CuSO4溶液,問題解決,銅半電池,鋅銅原電池（鹽橋）,知識(shí)遞進(jìn),作正極,作負(fù)極,CuSO4溶液,⑦,⑥,(),(∨),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,Zn－2e-＝Zn2+,Cu2++2e-＝Cu,Zn+Cu2+＝Zn2++Cu,或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu,⑧,⑨,(),(∨),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,Fe－2e- ＝Fe2+,2H++2e-＝H2↑,Fe+2H+＝ Fe2++H2↑,或 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑,請(qǐng)根據(jù)離子反應(yīng)： Fe + Cu2+＝ Fe2+ + Cu 設(shè)計(jì)一個(gè)帶鹽橋的原電池， 同時(shí)記錄你所看到的現(xiàn)象,無紅色物質(zhì)析出,無明顯現(xiàn)象,指針偏轉(zhuǎn)且穩(wěn)定,知識(shí)應(yīng)用,知識(shí)遞進(jìn),優(yōu)點(diǎn)：,1.有效避免了電極材料與電解質(zhì)溶液的直接反應(yīng)， 增加了原電池的使用壽命,2.離子在鹽橋中作定向移動(dòng)，減少了離子的混亂，使離子移動(dòng)更加有序，電流持續(xù)穩(wěn)定 ， 提高了原電池的使用效率,二.加入鹽橋后由兩個(gè)半電池組成的原電池工作原理：,半電池中：還原性強(qiáng)的材料作負(fù)極，失電子被氧化,知識(shí)小結(jié),外電路中：電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極,另半電池：電解質(zhì)溶液中氧化性強(qiáng)的離子在正極得電子被還原,內(nèi)電路中：兩極之間通過鹽橋構(gòu)成閉合回路。,一. 鹽橋的作用：,1.連通電路,2.使溶液呈電中性,3.使電流持續(xù)穩(wěn)定,(高考真題）依據(jù)氧化還原反應(yīng)： 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s) 設(shè)計(jì)的原電池如圖所示，請(qǐng)回答下列問題：,（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。,Cu,AgNO3,正,X,Ag,Cu – 2e- = Cu2+,2Ag+ + 2e- = 2 Ag,練習(xí)反饋,