第1节 原电池 第2课时 优秀课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池（第2课时）
一、导入新课
2.如何设计原电池？
1.原电池的形成条件有哪些？
3.原电池原理有哪些应用？
二、新课讲解
设计原电池
从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点:
1.外电路
负极(还原性较强的物质) 正极(氧化性较强的物质)。
2.内电路
将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向运动。
e
_
导线
二、新课讲解
阴离子向______移动，阳离子向______移动。
e
_
负极
正极
负极
正极
二、新课讲解
4.电极材料的选择
负极一般是活泼的金属材料，能够与电解质溶液反应，容易失去电子。正极一般选用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。
①活泼性不同的两种金属；
②金属和非金属；
③金属和化合物；
④惰性电极。
二、新课讲解
5.电解质溶液的选择
电解质溶液是为正极提供放电的物质，因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
二、新课讲解
1.先将已知能自发进行的氧化还原反应拆分为两个半反应。
2.根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应，找出正负极材料及电解质溶液。
3.组成闭合回路。
原电池的设计思路 ——“两极一液一连线”。
4.按要求画出原电池装置图。
设计步骤
二、新课讲解
设计盐桥原电池的思路：
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
还原剂和氧化产物为负极的半电池。
氧化剂和还原产物为正极的半电池。
根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液。
外电路用导线连通，可以接用电器。
内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥连接内电路。
画出装置示意图。
e
_
二、新课讲解
结合组成原电池的条件:Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+的反应原理，请你设计一个能产生持续稳定电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。
Fe – 2e- = Fe2+
Cu2+ + 2e- = Cu
正极：
负极：
Cu
Fe
CuSO4溶液
FeSO4溶液
盐桥
二、新课讲解
【例1】用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池如图所示.以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）
A.在外电路中，电流由铜电极流向银电极
B.该装置是将电能转化为化学能
C.实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D .正极反应为：Ag++e-=Ag
AgNO3溶液 Cu(NO3)2溶液
Ag
Cu
盐桥
D
二、新课讲解
【例2】一个完整的氧化还原反应可以拆分，写成两个“半反应”式，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。如氧化还原反应：2FeCl3 + Cu = 2 FeCl2 + CuCl2，
（1）可以写成：氧化反应:___________________。
还原反应:___________________。
（2）请将此反应设计成带盐桥的原电池，
（3）画出装置图。
盐桥
Cu
FeCl3溶液
A
CuCl2溶液
电流计
C
Cu－2e－＝Cu2+
2Fe3++2e－＝2Fe2+
二、新课讲解
原电池工作原理的应用
1．形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率。
如：如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌，原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池，增大了反应速率。
二、新课讲解
【例题】下列制氢气的反应速率最快的是（ ）
C.粗锌和 1mol/L 盐酸
A.纯锌和1mol/L 硫酸
B.纯锌和18 mol/L 硫酸
D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液
D
二、新课讲解
2．比较金属活动性强弱
比较方法
一般做负极的金属比作正极的活泼。
电极质量减少，做负极，较活泼。
有气体生成、电极质量不断增加或不变为正极，较不活泼。
二、新课讲解
【例1】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b 相连时，a为负极，c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为 （ ）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
B
二、新课讲解
【例2】下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（ ）
C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出
B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强
C
二、新课讲解
3.设计化学电源
寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源
4.保护金属设备：被保护金属作正极。
将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。
利用原电池原理设计新型化学电池
5.解释某些化学现象。
二、新课讲解
请同学们阅读课本中P95中的，化学方程式中的变化与守恒，体会化学方程式的变化与守恒思想。
三、课堂小结
原电池
原电池的设计思路
原电池原理的应用
外电路
内电路
闭合电路
加快反应速率
比较金属活动性顺序
保护金属设备
解释某些现象
四、随堂练习
(1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。 (　　)
(2)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。 (　　)
(3)不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池装置可以实现。 (　　)
(4)石墨棒不能用来作原电池的电极。 (　　)
(5)反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+能以原电池的形式来实现。 (　　)
(6)NaOH+HCl=NaCl+H2O可自发进行，可设计成原电池。 (　　)
(7)Zn-Cu-稀硫酸原电池中，正极“半电池”可为Cu-稀硫酸，负极“半电池”可为Zn-ZnSO4溶液。 (　　)
(8)CaO＋H2O===Ca(OH)2是放热反应，可设计成原电池。 ( )
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
√
√
√
×
×
×
×
×
四、随堂练习
2.在Cu-Zn原电池中，200 mLH2SO4 溶液的浓度为0.125 mol/L ， 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168 L升气体，则流过导线的电子为___mol，溶液的pH变____。（溶液体积变化忽略不计）
0.2
解得：
y ＝0.015 (mol)
x ＝0.015 (mol)
＝
＝3.75× 10﹣ 4(mol/L )
∴pH ＝-lg3.75 ×10－4
＝4 -lg3.75
答：……
－0.015
根据电极反应：
正极：
负极：
Zn－2e-＝Zn2+
2H++2e- ＝H2↑
得：
2 2 22.4
x y 0.168
解：
0.2×0.125×2
c(H+)余
∴
2H+ —— 2e——H2↑
大
0.015
四、随堂练习
3．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是(　　)
A．电子从锌电极通过电流表流向铜电极
B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，电极反应是2H＋＋2e－===H2↑
D．取出盐桥后，电流表仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变
A
四、随堂练习
4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　)
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极
B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑
C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
B
再 见