【金版学案】2014-2015学年高中化学 人教版选修4 课件（课标点击+知识导学+典例精析）：第四章 第一节 原 电 池（36张PPT）
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| 名称 | 【金版学案】2014-2015学年高中化学 人教版选修4 课件（课标点击+知识导学+典例精析）：第四章 第一节 原 电 池（36张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-30 06:29:12 | ||
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文档简介
课件36张PPT。第四章 电化学基础
第一节 原 电 池 栏目链接1.了解原电池的工作原理及构成条件。
2.能够正确判断原电池的正负极。
3. 能写出电极反应式和电池反应方程式。 栏目链接 栏目链接1．原电池概念：利用________反应原理将________能转化为________能的装置。
2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)要点一 原电池原理氧化还原化学电逐渐溶解红色物质沉积偏转负极正极失得流出流入 栏目链接Cl－K＋氧化反应还原反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===CuZn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 栏目链接3.原电池形成的条件
(1)两个活泼性不同的电极：
相对活泼的金属作________，
较不活泼的金属或能导电的非金属作________；
(2)________溶液；
(3)形成________回路；
(4)能自发发生氧化还原反应。负极正极电解质闭合 栏目链接思考
应用盐桥的作用是什么？提示：盐桥内通常装有含有琼胶的KCl饱和溶液，盐桥能使离子自由通过，故盐桥的作用是：
(1)使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；
(2)平衡电荷。
栏目链接一、原电池工作原理示意图
综合
拓展 栏目链接二、原电池的判定
先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：一看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)。二看溶液——两极插入电解质溶液中。三看回路——形成闭合回路或两极直接接触。四看本质——有无自发的氧化还原反应发生。 栏目链接 ?特别提示：多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。三、原电池正负极的判断方法
负极：活泼性__强__的金属，发生__氧化__反应。
正极：活泼性__弱__的金属或导体，发生__还原__反应。
原电池正负极判断：
1．根据电极材料判断
负极——活泼性较强的金属
正极——活泼性较弱的金属或能导电的非金属 栏目链接注意：活泼金属不一定做负极，如Mg、Al在NaOH溶液中，Al做负极。
2．根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子的定向移动方向判断
负极——电子流出极，电流流入极或阴离子定向移向极
正极——电子流入极，电流流出极或阳离子定向移向极
3．根据两极发生的变化判断
负极——失去电子，化合价升高，发生氧化反应
正极——得到电子，化合价降低，发生还原反应 栏目链接4．根据反应现象判断
负极——会逐渐溶解，质量减小
正极——有气泡逸出或质量增加 栏目链接 ?特别提示：原电池正负极判断的基础是氧化还原反应。如果给出一个方程式让判断正、负极，可以直接根据化合价的升降变化来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。1．(双选题)下列装置不可以组成原电池的是( )尝试
应用解析：B中的乙醇不导电，不能形成闭合回路；C中装置也不是闭合回路。
答案：BC 栏目链接要点二 原电池的设计 理论上，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，实际设计时应注意以下几方面：
(1)用 ________ 的物质作为负极，向外电路________电子；用 ________ 的物质作为正极，从外电路________电子。
(2)将两极浸在 ________ 中，通过__________________形成内电路。
(3)放电时负极上的电子通过________流向正极，再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路，其中阳离子移向________极，阴离子移向________极。还原性较强提供氧化性较强得到电解质溶液阴阳离子的定向移动导线 正负正 栏目链接1．加快氧化还原反应的速率
例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。
2．寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源(下节学习)
3．比较金属活动性强弱
例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a＞b。综合
拓展四、原电池原理的应用 栏目链接4．用于金属的防护
如：要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。
5．设计化学电池
例如：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为依据，设计一个原电池。
(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。
负极：Cu－2e－===Cu2＋
正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 栏目链接(2)确定电极材料。
如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。
发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。
本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。
(3)确定电解质溶液。
一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作电解液。 栏目链接(4)构成闭合回路。 栏目链接
?特别提示：设计原电池时，若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电性，通常加入强碱或一般的强酸。如燃料电池，水中一般要加入KOH或H2SO4。尝试
应用2．下列反应可用于设计原电池的是( )
A．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
D．NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓解析：用于设计原电池的化学反应必须属于氧化还原反应，故选B。
答案：B 栏目链接 栏目链接一、原电池的工作原理 栏目链接例1关于右图装置的叙述，正确的是( )
A．铜是阳极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2解析：由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2。原电池只分正、负极，不用阴极、阳极表示，电流与电子流向相反。
答案：D 栏目链接变式
应用1．(2014·潮州市高二期末考)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( ) 栏目链接A．电子通过盐桥从乙池流向甲池
B．铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作
C．开始时，银片上发生的反应是：Ag－e－ ===Ag＋
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
栏目链接解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。铜的金属性强于银，所以铜是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为Cu—2e－===Cu2＋。银是正极，溶液中的银离子得到电子发生还原反应，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag。A.电子通过导线从铜电极流向银电极，盐桥不能传递电子，A不正确；B.盐桥的作用是传递离子，保持溶液的电中性，而金属铜不能传递阴阳离子，所以铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作，B正确；C.开始时，银片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，C不正确；D.将铜片浸入AgNC溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同，都是Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，D正确，答案选BD。
答案：BD 栏目链接例2如右图装置，电流表G发生偏转，同时a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可以是下列各组中的( )
A．a是Zn，b是Cu，c为稀H2SO4
B．a是Cu，b是Zn，c为稀H2SO4
C．a是Fe，b是Ag，c为AgNO3溶液
D．a是Ag，b是Fe，c为AgNO3溶液二、原电池正负极的判断
栏目链接 栏目链接解析：从题给信息a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液可以分析出c中必然含有金属阳离子，做正极的a极，其材料的金属性肯定弱于做负极的b极材料的金属性。
答案：D名师点睛：b极变细，说明金属失去电子而溶解，发生氧化反应，金属b做原电池的负极。 栏目链接变式
应用2．将Al片和Cu片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。在这两个原电池中，负极分别为( )
A．Al片、Cu片 B．Cu片、Al片
C．Al片、Al片 D．Cu片、Cu片 解析：将Al片和Cu片用导线连接和浓硝酸组成的原电池中，Al遇浓硝酸钝化，而Cu可以和浓硝酸反应失去电子，即在浓硝酸中Cu活泼，所以负极应是Cu；而将Al片和Cu片用导线连接和稀氢氧化钠溶液组成的原电池中，Al与氢氧化钠溶液反应，而Cu不反应，所以Al是负极。
答案：B 栏目链接例3利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图，并指出正极材料为________，电极反应式为____________________；负极材料为________，电极反应式为________________________________________________________________________。三、原电池的设计 栏目链接解析：一般来说，自发的氧化还原反应都可以设计成相应的原电池。具体设计时，先将氧化还原反应拆分为两个半反应(即氧化反应和还原反应)，然后根据构成原电池的条件，选择合适的电极材料及适宜的电解质溶液，将两电极用导线连接插入电解质溶液形成闭合回路，即可成功设计原电池。
将Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2拆分为：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)和2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋(还原反应)；结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应用锌，则正极所用材料活泼性应比锌弱，为保证Fe3＋在正极得电子，则电解质溶液为FeCl3等易溶的铁盐的溶液。
答案：Pt(或石墨) 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Zn
Zn－2e－===Zn2＋ 栏目链接 栏目链接名师点睛：要牢记原电池正负极反应的反应类型，以便确定正负极材料，同时要根据总反应式，选择合适的电解质溶液。为了确保能选出正确答案，可将所设计的原电池的总反应式写出，与题中所给的反应方程式对比、检查。变式
应用3．选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。画出原电池的示意图并写出电极反应。
栏目链接 栏目链接
第一节 原 电 池 栏目链接1.了解原电池的工作原理及构成条件。
2.能够正确判断原电池的正负极。
3. 能写出电极反应式和电池反应方程式。 栏目链接 栏目链接1．原电池概念：利用________反应原理将________能转化为________能的装置。
2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)要点一 原电池原理氧化还原化学电逐渐溶解红色物质沉积偏转负极正极失得流出流入 栏目链接Cl－K＋氧化反应还原反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===CuZn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 栏目链接3.原电池形成的条件
(1)两个活泼性不同的电极：
相对活泼的金属作________，
较不活泼的金属或能导电的非金属作________；
(2)________溶液；
(3)形成________回路；
(4)能自发发生氧化还原反应。负极正极电解质闭合 栏目链接思考
应用盐桥的作用是什么？提示：盐桥内通常装有含有琼胶的KCl饱和溶液，盐桥能使离子自由通过，故盐桥的作用是：
(1)使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；
(2)平衡电荷。
栏目链接一、原电池工作原理示意图
综合
拓展 栏目链接二、原电池的判定
先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：一看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)。二看溶液——两极插入电解质溶液中。三看回路——形成闭合回路或两极直接接触。四看本质——有无自发的氧化还原反应发生。 栏目链接 ?特别提示：多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。三、原电池正负极的判断方法
负极：活泼性__强__的金属，发生__氧化__反应。
正极：活泼性__弱__的金属或导体，发生__还原__反应。
原电池正负极判断：
1．根据电极材料判断
负极——活泼性较强的金属
正极——活泼性较弱的金属或能导电的非金属 栏目链接注意：活泼金属不一定做负极，如Mg、Al在NaOH溶液中，Al做负极。
2．根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子的定向移动方向判断
负极——电子流出极，电流流入极或阴离子定向移向极
正极——电子流入极，电流流出极或阳离子定向移向极
3．根据两极发生的变化判断
负极——失去电子，化合价升高，发生氧化反应
正极——得到电子，化合价降低，发生还原反应 栏目链接4．根据反应现象判断
负极——会逐渐溶解，质量减小
正极——有气泡逸出或质量增加 栏目链接 ?特别提示：原电池正负极判断的基础是氧化还原反应。如果给出一个方程式让判断正、负极，可以直接根据化合价的升降变化来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。1．(双选题)下列装置不可以组成原电池的是( )尝试
应用解析：B中的乙醇不导电，不能形成闭合回路；C中装置也不是闭合回路。
答案：BC 栏目链接要点二 原电池的设计 理论上，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，实际设计时应注意以下几方面：
(1)用 ________ 的物质作为负极，向外电路________电子；用 ________ 的物质作为正极，从外电路________电子。
(2)将两极浸在 ________ 中，通过__________________形成内电路。
(3)放电时负极上的电子通过________流向正极，再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路，其中阳离子移向________极，阴离子移向________极。还原性较强提供氧化性较强得到电解质溶液阴阳离子的定向移动导线 正负正 栏目链接1．加快氧化还原反应的速率
例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。
2．寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源(下节学习)
3．比较金属活动性强弱
例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a＞b。综合
拓展四、原电池原理的应用 栏目链接4．用于金属的防护
如：要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。
5．设计化学电池
例如：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为依据，设计一个原电池。
(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。
负极：Cu－2e－===Cu2＋
正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 栏目链接(2)确定电极材料。
如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。
发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。
本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。
(3)确定电解质溶液。
一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作电解液。 栏目链接(4)构成闭合回路。 栏目链接
?特别提示：设计原电池时，若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电性，通常加入强碱或一般的强酸。如燃料电池，水中一般要加入KOH或H2SO4。尝试
应用2．下列反应可用于设计原电池的是( )
A．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
D．NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓解析：用于设计原电池的化学反应必须属于氧化还原反应，故选B。
答案：B 栏目链接 栏目链接一、原电池的工作原理 栏目链接例1关于右图装置的叙述，正确的是( )
A．铜是阳极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原后生成H2解析：由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2。原电池只分正、负极，不用阴极、阳极表示，电流与电子流向相反。
答案：D 栏目链接变式
应用1．(2014·潮州市高二期末考)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( ) 栏目链接A．电子通过盐桥从乙池流向甲池
B．铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作
C．开始时，银片上发生的反应是：Ag－e－ ===Ag＋
D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同
栏目链接解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。铜的金属性强于银，所以铜是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为Cu—2e－===Cu2＋。银是正极，溶液中的银离子得到电子发生还原反应，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag。A.电子通过导线从铜电极流向银电极，盐桥不能传递电子，A不正确；B.盐桥的作用是传递离子，保持溶液的电中性，而金属铜不能传递阴阳离子，所以铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作，B正确；C.开始时，银片上发生的反应是Ag＋＋e－===Ag，C不正确；D.将铜片浸入AgNC溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同，都是Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，D正确，答案选BD。
答案：BD 栏目链接例2如右图装置，电流表G发生偏转，同时a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c可以是下列各组中的( )
A．a是Zn，b是Cu，c为稀H2SO4
B．a是Cu，b是Zn，c为稀H2SO4
C．a是Fe，b是Ag，c为AgNO3溶液
D．a是Ag，b是Fe，c为AgNO3溶液二、原电池正负极的判断
栏目链接 栏目链接解析：从题给信息a极逐渐变粗，b极逐渐变细，c为电解质溶液可以分析出c中必然含有金属阳离子，做正极的a极，其材料的金属性肯定弱于做负极的b极材料的金属性。
答案：D名师点睛：b极变细，说明金属失去电子而溶解，发生氧化反应，金属b做原电池的负极。 栏目链接变式
应用2．将Al片和Cu片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。在这两个原电池中，负极分别为( )
A．Al片、Cu片 B．Cu片、Al片
C．Al片、Al片 D．Cu片、Cu片 解析：将Al片和Cu片用导线连接和浓硝酸组成的原电池中，Al遇浓硝酸钝化，而Cu可以和浓硝酸反应失去电子，即在浓硝酸中Cu活泼，所以负极应是Cu；而将Al片和Cu片用导线连接和稀氢氧化钠溶液组成的原电池中，Al与氢氧化钠溶液反应，而Cu不反应，所以Al是负极。
答案：B 栏目链接例3利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图，并指出正极材料为________，电极反应式为____________________；负极材料为________，电极反应式为________________________________________________________________________。三、原电池的设计 栏目链接解析：一般来说，自发的氧化还原反应都可以设计成相应的原电池。具体设计时，先将氧化还原反应拆分为两个半反应(即氧化反应和还原反应)，然后根据构成原电池的条件，选择合适的电极材料及适宜的电解质溶液，将两电极用导线连接插入电解质溶液形成闭合回路，即可成功设计原电池。
将Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2拆分为：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)和2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋(还原反应)；结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应用锌，则正极所用材料活泼性应比锌弱，为保证Fe3＋在正极得电子，则电解质溶液为FeCl3等易溶的铁盐的溶液。
答案：Pt(或石墨) 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ Zn
Zn－2e－===Zn2＋ 栏目链接 栏目链接名师点睛：要牢记原电池正负极反应的反应类型，以便确定正负极材料，同时要根据总反应式，选择合适的电解质溶液。为了确保能选出正确答案，可将所设计的原电池的总反应式写出，与题中所给的反应方程式对比、检查。变式
应用3．选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。画出原电池的示意图并写出电极反应。
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