课件42张PPT。 选修（四）化学反应原理 第四章 电化学基础 电化学：研究化学能与电能之间相互转
换的装置、过程和效率的科学。过程及装置分按电化学反应2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池)｛1. 产生电流的化学反应及装置 (如:原电池等)第一节 ：原电池 CuZn 稀硫酸Zn2+H+H+负极：Zn－2e- = Zn2+正极：2H++2e-=H2↑Zn+2H+= Zn2++H2↑负正A一.复习原电池工作原理1.定义：
2.电极反应式：3.构成条件：
①有两种活泼性不同的金属作电极
②有电解质溶液
③形成闭合电路
④能自发进行氧化还原反应
两极一液成回路，
氧化还原是中心（3）（4）?
?
?
?
判断下列装置是否是原电池（5）?
?
Zn Cu?
4、原电池正负极判断①由组成原电池的电极材料判断
一般 负极－ 的金属
正极－ 的金属或 导体，以及某些金属氧化物
可以理解成 ：
与电解质溶液反应 练习：Mg-Al-H2SO4中 是正极，
是负极
Mg-Al-NaOH中 是正极
是负极MgAlAlMg 活泼性强活泼性弱非金属负极
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为 ( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
①.由组成原电池的电极材料判断②.根据电子（电流）流动的方向判断
电子－－由 流出，流入 ；
电流－－由 流出，流入 。负极正极正极负极①.由组成原电池的电极材料判断②.根据电子（电流）流动的方向判断 ③.根据电极反应类型判断
负极－－ 电子，发生 反应
正极－－ 电子，发生 反应 失得氧化还原①.由组成原电池的电极材料判断②.根据电子（电流）流动的方向判断 ③.根据电极反应类型判断 ④.根据电解质溶液离子移动的方向判断
阴离子－向 极移动（负极带正电荷）
阳离子－向 极移动（正极带负电荷） 负正①.由组成原电池的电极材料判断②.根据电子（电流）流动的方向判断 ③.根据电极反应类型判断 ④.根据电解质溶液离子移动的方向判断 ⑤.根据电极现象来判断
负极－－ ；
正极－－ ；牺牲、溶解增重、气泡①.由组成原电池的电极材料判断②.根据电子（电流）流动的方向判断 ③.根据电极反应类型判断 ④.根据电解质溶液离子移动的方向判断 ⑤.根据电极现象来判断 ⑥.燃料电池中
燃料在 反应
氧化剂在 反应 负极正极实验探究：（有两个任务要完成）任务一：根据实验仪器及药品组装铜锌原电池
稀H2SO4、锌片、铜片、导线、电流表任务二：记录实验现象二、汇报实验记录有大量气泡产生指针偏转且逐渐减弱有少量气泡三、原因猜想：1、锌片不纯， Zn与酸接触，H+在锌片表面得了电子。2、铜极上聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开， 增加了电池的内阻，使电流不能畅通。四、造成的影响：化学能向电能的转化率降低【研讨】让锌片与稀硫酸不直接接触ZnSO4溶液H2SO4溶液？如何改进原电池装置由盐桥连接的两溶液保持电中性，两个烧杯中的溶液连成一个通路。
。故盐桥的作用是沟通内电路和平衡电荷。【结论】双液原电池:效率高，能得到稳定、持续的电流【启示】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应√√×小试牛刀1：判断下列装置哪些属于原电池小试牛刀2请根据反应：
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个双液原电池装置，标出电极材料和电解质溶液,写出电极反应方程式.
盐桥ZnSO4溶液CuSO4溶液氧化反应Zn-2e=Zn2+锌铜原电池电解质溶液
盐桥失e，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2++2e- =Cu阴离子阳离子总反应：负极正极 Cu2++2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子外电路内电路依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示．请回答下列问题：
(1)电极X的材料是 ；电解质溶液Y是 ；
(2)银电极为电池的 极，
发生的电极反应为 ；X电极上发生的电极反应为 ；
(3)外电路中的电子是从 电极流向 电极．CuAgNO3溶液正Ag＋＋e－===AgCu－2e－===Cu2＋ 铜银能产生稳定、持续电流的原电池应具备什么条件？ 1.要有导电性不同的两个电极
2.两个半反应在不同的区域进行
3.用导线和盐桥分别将两个半电池连接在一起小结盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。得出结论 由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。（2）平衡电荷。
在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+ 变为Cu ，使得 SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。第1节 ：原电池 第 2 课 时复习：3. 两个电极相连插入电解质溶液中并形成闭合电路;把化学能直接转化为电能的装置。1.有两块金属(或非金属)导体作电极; 2.电解质溶液二.构成原电池的基本条件：一.原电池：4.有可自发进行的氧化还原反应。三.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：1. 用还原性较强的物质(如：活泼金属)作负极，向外电路提供电子；用不活泼物质作正极，从外电路得到电子。2. 原电池在放电时，负极上的电子经过导线流向正极，而氧化剂从正极上得到电子，两极之间再通过盐桥及原电池内部溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。设计盐桥原电池的思路：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Zn+2Ag+=Zn2++2Ag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，并通过盐桥沟通内电路
1.利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计出两种原电池，画出原电池的示意图，并写出电极反应方程式。 参考答案 （1）根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。
（2）根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液巩固练习：2.（08广东卷）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型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag++e- =Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A ①② B．②③ C．②④ D．③④C巩固：已知反应AsO43－+2I－+2H+ AsO３3－+I2+H2O
是可逆反应．设计如图装置，进行下述操作：
(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表
指针偏转；(Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加40％NaOH
溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转．
试回答：
(1)两次操作过程中指针为什么会发生偏转?
答： 。
(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反?试用平衡移动原理解释此现象．
答：____________________________________________________。
(3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反应为 。
(4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反应为 。 这是原电池，指针偏转是由于电子流过电流表 B中加盐酸，AsO43—发生得电子反应为正极；而当加入NaOH后，AsO33—发生失电子反应，为负极； 2I——2e— =I2 AsO33——2e—+2OH－ = AsO43—+H2O 1.利用原电池原理设计新型化学电池；2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；3.进行金属活动性强弱比较；4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。三、原电池的主要应用：5.解释某些化学现象(1)比较金属活动性强弱。例1： 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）原电池原理应用：当两种金属构成原电池时，总是活泼的金属作负极而被腐蚀，所以先被腐蚀的金属活泼性较强。 练习：把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，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极产生大量气泡，
b、d相连时，溶液中的阳离子向b极移动。
则四种金属的活泼性顺序为： 。a＞c ＞ d ＞ ba ＞ bc ＞ d a ＞ cd ＞ b(2)比较反应速率例2 ：
下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和 1mol/L 盐酸；B.A.纯锌和1mol/L 硫酸；纯锌和18 mol/L 硫酸；C.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（ D ）原电池原理应用：当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H2时, 纯Zn反应不如粗Zn跟酸作用的速率快。(3)比较金属腐蚀的快慢原电池原理应用：在某些特殊的场所, 金属的电化腐蚀是不可避免的, 如轮船在海中航行时, 为了保护轮船不被腐蚀，可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属如Zn。这样构成的原电池Zn为负极而Fe为正极，从而防止铁的腐蚀。例3：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速
率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)(4)判断溶液pH值变化例4：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为———— mol,溶液的pH值变_________？（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 22.4x y 0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+ —— 2e——H2↑大 0.015原电池原理应用：(5)原电池原理的综合应用例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。
“热敷袋”是利用 放出热量。
2)炭粉的主要作用是 。
3)加入氯化钠的主要作用是 。
4)木屑的作用是 。铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀原电池原理应用：以以下反应为基础设计原电池（H+）MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2++4H2OPt或石墨Pt或石墨负极：正极：5Fe2+ – 5e- = 5Fe3+ 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2++4H2O6.利用原电池原理设计新型化学电池第三课时完电极反应式的书写方法
(1)一般电极反应式的书写(2)复杂反应式的书写1.写出Mg、Al与NaOH溶液组成原电池的总
反应和电极反应式。电极的正负与金属活泼性有关外，还与电解质溶液有关总反应：
离子方程式
负极：
正极：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑2.写出Al 、Cu与浓HNO3组成原电池的总
反应和电极反应式。总反应：
负极：
正极：Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2++ 2NO2 + 2H2OCu -2e- = Cu2+2H+ + NO3- +e- = NO2+ H2O
