高中化學(xué)選修四原電池課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,原電池原理,原電池原理,伏打電池的發(fā)明源于一個有趣的生物實驗：在死去的青蛙腿上,同時插入用導(dǎo)線連接著兩種不同材料的電極,，青蛙腿就像觸電似的痙攣起來。,你知道其中的奧秘嗎？,開 題,你聽說過伏打電池嗎？,伏打電池的發(fā)明源于一個有趣的生物實驗：在死去的青蛙腿上同,【學(xué)生實驗一】,:,將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？,Cu,Zn,稀硫酸,鋅片上,有,氣泡,產(chǎn)生,原理,:,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,2e,-,【學(xué)生實驗一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？CuZn,【實驗二】鋅片和銅片用,導(dǎo)線,

2、連接后插入稀硫酸中,實驗現(xiàn)象：,銅片上有氣泡產(chǎn)生,Cu,Zn,稀硫酸,【實驗二】鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中實驗現(xiàn)象：CuZ,問題探究,Cu,Zn,稀硫酸,1.,銅片上產(chǎn)生什么氣體,?,有人說,H,2,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,?,問題探究CuZn 稀硫酸1.銅片上產(chǎn)生什么氣體?有人說H2是,Cu,Zn,稀硫酸,-,-,-,Zn,2+,H,+,H,+,電流計,A,Zn,2e,=Zn,2+,2H,+,+2e,=H,2,3.,如何檢驗電子的流動,?,問題探究,CuZn 稀硫酸-Zn2+H+H+電流計AZn2e,根據(jù)能量守恒原理

3、，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)?電能,的裝置,原電池,電子的轉(zhuǎn)移,氧化還原反應(yīng),電流,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,Cu,Zn,稀硫酸,-,-,-,Zn,2+,H,+,H,+,燈泡,1,、原電池的正負(fù)極判斷,負(fù)極：,電子流出的一極,正極：,電子流入的一極,CuZn 稀硫酸-Zn2+H+H+燈泡1、原電池的正負(fù)極,2,、電極反應(yīng),2H,+,+2e,=H,2,負(fù)極：,Zn,2e,=Zn,2+,正極：,原電池,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),氧化還原反應(yīng),總反應(yīng)：,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,(,離子方程式,),失去電子,得到電

4、子,Zn+H,2,SO,4,=ZnSO,4,+H,2,(,化學(xué)方程式,),2、電極反應(yīng)2H+2e=H2 負(fù)極：Zn2e=Z,銅片的作用是什么？,可以用石墨代替嗎,?,【問題一】,Cu,Zn,稀硫酸,銅片的作用是什么？【問題一】CuZn 稀硫酸,【問題二】,Cu,Zn,-,-,-,整個裝置是如何形成電流的閉合回路的,?,負(fù)極,正極,【問題二】CuZn-整個裝置是如何形成電流的閉合回路的?,【問題三】,Cu,Zn,-,溶液中陰陽離子分別向哪一個電極運動？,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,Zn,2+,H,+,SO,4,2

5、-,負(fù)極,正極,靜電作用,【問題三】CuZn-溶液中陰陽離子分別向哪一個電極運動？Zn,【問題四】,Cu,Zn,-,有人說在銅鋅原電池中，活潑金屬失去電子，不活潑金屬得到電子。這種說法正確嗎？,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,Zn,2+,H,+,負(fù)極,正極,H,+,Zn,2e,=Zn,2+,2H,+,+2e,=H,2,【問題四】CuZn-有人說在銅鋅原電池中，活潑金屬失去電子，,【問題五】,Cu,Zn,-,為什么,H,+,在銅片上得到電子？,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,Zn,2+,-,-,-,-,-,-,-,-,-,-,Zn,2+,H,+,負(fù)極,正極,靜

6、電斥力,靜電引力,【問題五】CuZn-為什么H+在銅片上得到電子？Zn2+Zn,Cu,Zn,-,-,-,Zn,2+,H,+,H,+,Zn,2e,=Zn,2+,2H,+,+2e,=H,2,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,陽離子,失去電子,溶液中陽離子得到電子,陰離子,正極,負(fù)極,SO,4,2-,原電池工作原理小結(jié),較活潑金屬,不活潑金屬或石墨,較活潑的金屬發(fā)生,氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬,(,負(fù)極,),通過外電路流向較不活潑的金屬,(,正極,),。,CuZn-Zn2+H+H+Zn2e=Zn2+2H+,【實驗探究】：將鋁片、石墨插入稀硫酸溶液中，是否可以形成原電池？,石

7、墨,Al,稀硫酸,【實驗探究】：將鋁片、石墨插入稀硫酸溶液中，是否可以形成原電,石墨,Al,稀硫酸,（,1,）說明反應(yīng)的現(xiàn)象；,（,2,）判斷正負(fù)極；,（,3,）寫出電極反應(yīng)式；,（,4,）寫出總反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。,鞏固練習(xí),1,石墨Al 稀硫酸（1）說明反應(yīng)的現(xiàn)象；鞏固練習(xí)1,Mg,Fe,稀硫酸,（,1,）說明反應(yīng)的現(xiàn)象；,（,2,）判斷正負(fù)極；,（,3,）寫出電極反應(yīng)式；,（,4,）寫出總反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。,鞏固練習(xí),2,MgFe 稀硫酸（1）說明反應(yīng)的現(xiàn)象；鞏固練習(xí)2,Cu,Zn,硫酸銅,【實驗探究】：將鋅片、銅片插入硫酸銅溶液中，是否可以形成原電池？,CuZn硫

8、酸銅【實驗探究】：將鋅片、銅片插入硫酸銅溶液中，是,Cu,Zn,硫酸銅,（,1,）說明兩個電極質(zhì)量的變化情況；,（,2,）判斷正負(fù)極；,（,3,）寫出電極反應(yīng)式；,（,4,）寫出總反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。,鞏固練習(xí),3,CuZn硫酸銅（1）說明兩個電極質(zhì)量的變化情況；鞏固練習(xí)3,高中化學(xué)選修四原電池課件,二、形成簡單原電池的條件,兩種,不同,的金屬 （或一種金屬與,石墨,）作電極,用,導(dǎo)線,相連（或,直接接觸,）,插入,電解質(zhì)溶液,里，形成,閉合,回路,金屬能與電解質(zhì)溶液自動發(fā)生,氧化還原,反應(yīng),二、形成簡單原電池的條件兩種不同的金屬 （或一種金屬與石墨,1.,在如下圖所示的,8,個裝置

9、中，屬于原電池的有,.,e,課堂練習(xí),:,1.在如下圖所示的8個裝置中，屬于原電池的有.,三、簡單原電池的設(shè)計,（,1,）,將反應(yīng),:2FeCl,3,+Fe=3FeCl,2,設(shè)計成原電池。,（,2,）判斷正負(fù)極并寫出電極反應(yīng)。,石墨,Fe,FeCl,3,溶液,負(fù)極（鐵）：,Fe,2e,=Fe,2+,正極（石墨）：,2Fe,3+,+2e,=3Fe,2+,三、簡單原電池的設(shè)計（1）將反應(yīng):2FeCl3+Fe=3Fe,把,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,的,裝置。,閉合電路,電極相連,接觸,傳導(dǎo)離子,的介質(zhì),自發(fā)的氧化還原反應(yīng)分兩處進(jìn)行,原電池,負(fù)極：,氧化反應(yīng),正極：,還原反應(yīng),e,-,外電路,練習(xí)：,教材課后

10、習(xí)題,15,。,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。閉合電路電極相連接觸傳導(dǎo)離子自發(fā)的,1,、該裝置不能提供,持續(xù)穩(wěn)定,的電流，,請討論可能的原因是什么？,2,、該原電池還有哪些缺點？,討論角度：,從,Cu,2+,得電子的路徑分析,從能量轉(zhuǎn)化的角度分析,從開關(guān)閉合前后的能耗分析,CuSO,4,Cu,Zn,A,3,、上述原電池該如何改進(jìn)？,ZnSO,4,溶液,CuSO,4,溶液,Zn,Cu,？,A,改進(jìn),鹽橋中裝有飽和的,KCl,溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。,四、鹽橋原電池,1、該裝置不能提供持續(xù)穩(wěn)定的電流，討論角度：CuSO4 Cu,改進(jìn)后的原電池裝置,還有什么優(yōu)點？,鹽橋的作用

11、：（,1,）形成閉合回路。（,2,）平衡電荷。,1,、注意觀察兩電極的現(xiàn)象及電流表的變化，取出,鹽橋后會如何，鹽橋的作用是什么？,科學(xué)探究,1,能量轉(zhuǎn)換率高；,2,產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流；,3,防止自放電。,改進(jìn)后的原電池裝置還有什么優(yōu)點？鹽橋的作用：（1）形成閉合回,2,、基于鹽橋的作用，你知道上述原電池裝置,還可以怎么改進(jìn)？,科學(xué)探究,2、基于鹽橋的作用，你知道上述原電池裝置科學(xué)探究,3,、以硫酸溶液為電解質(zhì),溶液的氫氧燃料電池如圖,所示，工作原理是什么，,如果沒有中間的隔膜將,會如何？,科學(xué)探究,3、以硫酸溶液為電解質(zhì)科學(xué)探究,討論,1,：,原電池的電極名稱不僅與電極的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)

12、,溶液有關(guān)，下列說法中不正確的是 （）,A,由,Al,、,Cu,、稀,H,2,SO,4,組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：,Al-3e,-,=Al,3+,B,由,Mg,、,Al,、,NaOH,溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：,Al-3e,-,=Al,3+,C,由,Fe,、,Cu,、,FeCl,3,溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：,Cu-2e,-,=Cu,2+,D,由,Al,、,Cu,、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：,Cu-2e,-,=Cu,2+,討論1：原電池的電極名稱不僅與電極的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì),討論,2,：,（,2011,海南）根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是（）,A.,燒杯,a,中的溶液,

13、pH,升高,B.,燒杯,b,中發(fā)生氧化反應(yīng),C.,燒杯,a,中發(fā)生的反應(yīng)為：,2H,+,+2e,-,=H,2,D.,燒杯,b,中發(fā)生的反應(yīng)為：,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,討論2：（2011海南）根據(jù)下圖，下列判斷中正確的是（,討論,3,：,(2009,福建,),控制適合的條件，將反應(yīng)：,2Fe,3,2I,2Fe,2,I,2,設(shè)計成如圖所示的原電池。下,列判斷不正確的是,(),A,反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng),B,反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上,Fe,3,被還原,C,電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),D,電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入,FeCl,2,固體，,乙中石墨電極為負(fù)極

14、,討論3：(2009福建)控制適合的條件，將反應(yīng)：A反應(yīng)開,討論,4,：,銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成了,硫化銀的緣故，有人設(shè)計用原電池原理加以除去，其處,理方法是：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，,放置一段時間后，黑色會褪去而銀不會損失。試回答：,（,1,）在此原電池中，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為,_,，正極發(fā)生的反應(yīng)為,_,（,2,）反應(yīng)過程中會產(chǎn)生臭味，原電池總反應(yīng)的方程式,為,_,。,2Al,6e,=2Al,3,3Ag,2,S,6e,=6Ag,3S,2,3Ag,2,S,2Al,6H,2,O=2Al(OH),3,3H,2,S,6Ag,討論4：銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成了

15、2Al 6,討論,5,：,由鋅片、銅片和,200mL,稀,H,2,SO,4,組成的原電池，,若鋅片只發(fā)生電化學(xué)腐蝕，當(dāng)在銅片上放出,1.68L,（標(biāo)準(zhǔn),狀況）氣體時，,H,2,SO,4,恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的,同時，共消耗,_g,鋅，有,_,個電子通過了,導(dǎo)線，原硫酸的物質(zhì)的量濃度是,_,。,（設(shè)溶液體積不變）,4.875g,9.0310,22,0.75 molL,-,1,討論5：由鋅片、銅片和200mL稀H2SO4組成的原電池，4,五,.,原電池的應(yīng)用,(1),制作干電池、蓄電池、高能電池等。,例,1.,選擇適宜的材料和試劑設(shè)計一個原電池,以便完成下列反應(yīng),:,FeCl,3,+Cu=

16、2FeCl,2,+CuCl,2,.,畫出原電池的示意圖并寫出電極反應(yīng)式,.,石墨,Cu,FeCl,3,溶液,負(fù)極（銅）：,Cu,2e,=Cu,2+,正極（石墨）：,2Fe,3+,+2e,=3Fe,2+,五.原電池的應(yīng)用(1)制作干電池、蓄電池、高能電池等。例1.,五,.,原電池的應(yīng)用,(2),比較金屬活動性強(qiáng)弱。,例,2.,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.,同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；,（,C,）,五.原電池的應(yīng)用(2)比較金屬活動性強(qiáng)弱。例2.下列敘述中，,(3),比較反應(yīng)速率,例,3.,下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是,C.,粗鋅和,1mol/L,硫酸；,A.,純鋅和,1mol/L,硫酸；,B.,純鋅和,18 mol/L,硫酸；,D.,粗鋅和,1mol/L,硫酸的反應(yīng)中加入幾滴,CuSO,4,溶液。,（,D,）,(3)比較反應(yīng)速率例3.下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是C.粗鋅,(4),比較金屬腐蝕的快慢,例