苏教版高中化学选修四1.2 原电池的工作原理
文档属性
| 名称 | 苏教版高中化学选修四1.2 原电池的工作原理 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-03-05 15:01:32 | ||
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文档简介
课件30张PPT。 第一节 原电池的工作原理 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化活动与探究一 向盛有30ml 1.0mol/LCuSO4溶液的小烧杯中,加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度计的变化。现象:温度迅速上升，有红色物质析出结论:Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu一、原电池1、原电池：2、原电池工作原理：氧化—还原反应把化学能转化为电能的装置。知识回顾判断下列装置能否构成原电池，思考原电池的构成条件。[练习]×√√×形成原电池的一般条件（1）前提条件：有自发的氧化还原反应 （2）有两种活泼性不同的导电材料作电极
(不同的金属或金属与非金属导体）（3）两个电极必须插入电解质溶液中（4）两极相连形成闭合回路 （用导线连接或电
极直接接触） 【小组讨论】
根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu设计一个铜、锌原电池。
指出所选用的电解质溶液，写出该原电池的两电极反应式、总反应式。画出原电池的构造图。正极（铜电极）：还原反应
Cu2+ + 2e- = Cu
负极（锌电极）：氧化反应
Zn - 2e- = Zn2+电池总反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+CuZn×××练习：结合原电池的构成条件，判断下列装置能否构成原电池。 CuSO4 ZnSO4⑤活动与探究二 如教材P13图1-8所示，向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液和 30ml1.0mol/L的ZnSO4溶液分别插入铜片和锌片，连接导线和电流计，观察现象。将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液，观察现象。现象:电流计指针发生偏转
锌片变薄
铜片变厚结论:Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu一、原电池的工作原理电路：外电路内电路电子流向：由失电子的一极向得电子的一极
（即负极→正极）电流方向：与电子流向相反阴离子流向与电子流向一致阳离子流向与电流一致2.电极：负极：电子流出的一极正极：电子流入的一极3.电极反应式：负极（氧化反应）： Zn－2e-＝Zn2+正极（还原反应）： Cu2++2e-=Cu4.总反应式（氧化还原反应）：Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu一、原电池的工作原理2、 此电池的优点？ 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。思考：
1、盐桥的作用是什么？（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷
（保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈电中性）能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。二、原电池的设计
例：利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。负极：Fe – 2e- =Fe2+ 正极：Cu2+ +2e- =Cu CuFeCuSO4FeSO4设计原电池的思路：画出装置示意图半电池：电极材料电解质溶液根据电极反应确定还原剂（电极材料）和氧化产物（电解质溶液）为负极的半电池
氧化剂（电解质溶液）和还原产物（电极材料）为正极的半电池外电路用导线连通，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
（或其它不活泼材料）根据负极氧化、正极还原写出电极反应式前提：是氧化还原反应
练习：
利用2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。正极：2Fe3＋＋2e- =2Fe2+ 负极：Cu-2e- =Cu2+CuCCuSO4FeCl3 小 结原电池工作原理
根据氧化还原反应设计原电池
电解质溶液阳离子氧化反应←负极 正极→还原反应电子沿导线传递，产生电流阴离子?-(-)：Zn – 2e- = Zn2+ (+)：2H+ +2e- = H2↑ 电池反应：
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑3、把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式三、原电池的正负极的判断方法电子流出的极
电子流入的极——负极
——正极 较活泼的电极材料
较不活泼的电极材料 质量增加的电极
工作后
质量减少的电极——负极
——正极——正极
——负极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极
发生还原反应的极——负极
——正极四、原电池电极反应式的书写1、确定原电池正负极，以及两极上发生反应的物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应
2、重视介质是否参加反应，注意两极得失电子总数相等
3、将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式1.如图装置，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应是下列各组中的哪一组（ ） A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液 D 负极： Fe — 2e- = Fe2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
总：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
负极： 2Fe — 4e- = 2Fe2+
正极： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
总：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2↓
不同的介质 不同的电极反应练习 X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
________________Z>Y>X>W5.原电池原理的综合运用 等。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；1.进行金属活动性强弱比较；3.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。原电池的主要应用：4.判断溶液pH变化；(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：(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：(3)比较金属腐蚀的快慢例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(2)(1)(3)原电池原理应用：(4)判断溶液pH值变化例5：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_______(填“变大”、“变小”、“不变”)？（溶液体积变化忽略不计）变大 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：负极：2 Al+ 8OH－—6e- =2Al O2－ +4H2O
正极：6H2O + 6 e- =3 H2↑+6 OH－
总：2Al+ 2OH－ +2H2O =2Al O2－ + 3H2 ↑
稀 硫 酸负极： Mg — 2e- = Mg2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
不同的介质 不同的电极反应负极： Cu —2e- = Cu 2+
正极： 4H+ +2NO3－ + 2 e- = 2NO2 + 2H2O
总：Cu + 4H+ +2NO3－=
2NO2 + Cu 2+ + 2H2O
负极：Fe— 2e- =Fe2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
总：Fe+ 2H+ = Fe 2+ + H2 ↑
(不同的金属或金属与非金属导体）（3）两个电极必须插入电解质溶液中（4）两极相连形成闭合回路 （用导线连接或电
极直接接触） 【小组讨论】
根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu设计一个铜、锌原电池。
指出所选用的电解质溶液，写出该原电池的两电极反应式、总反应式。画出原电池的构造图。正极（铜电极）：还原反应
Cu2+ + 2e- = Cu
负极（锌电极）：氧化反应
Zn - 2e- = Zn2+电池总反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+CuZn×××练习：结合原电池的构成条件，判断下列装置能否构成原电池。 CuSO4 ZnSO4⑤活动与探究二 如教材P13图1-8所示，向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液和 30ml1.0mol/L的ZnSO4溶液分别插入铜片和锌片，连接导线和电流计，观察现象。将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液，观察现象。现象:电流计指针发生偏转
锌片变薄
铜片变厚结论:Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu一、原电池的工作原理电路：外电路内电路电子流向：由失电子的一极向得电子的一极
（即负极→正极）电流方向：与电子流向相反阴离子流向与电子流向一致阳离子流向与电流一致2.电极：负极：电子流出的一极正极：电子流入的一极3.电极反应式：负极（氧化反应）： Zn－2e-＝Zn2+正极（还原反应）： Cu2++2e-=Cu4.总反应式（氧化还原反应）：Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu一、原电池的工作原理2、 此电池的优点？ 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。思考：
1、盐桥的作用是什么？（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷
（保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈电中性）能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。二、原电池的设计
例：利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。负极：Fe – 2e- =Fe2+ 正极：Cu2+ +2e- =Cu CuFeCuSO4FeSO4设计原电池的思路：画出装置示意图半电池：电极材料电解质溶液根据电极反应确定还原剂（电极材料）和氧化产物（电解质溶液）为负极的半电池
氧化剂（电解质溶液）和还原产物（电极材料）为正极的半电池外电路用导线连通，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
（或其它不活泼材料）根据负极氧化、正极还原写出电极反应式前提：是氧化还原反应
练习：
利用2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。正极：2Fe3＋＋2e- =2Fe2+ 负极：Cu-2e- =Cu2+CuCCuSO4FeCl3 小 结原电池工作原理
根据氧化还原反应设计原电池
电解质溶液阳离子氧化反应←负极 正极→还原反应电子沿导线传递，产生电流阴离子?-(-)：Zn – 2e- = Zn2+ (+)：2H+ +2e- = H2↑ 电池反应：
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑3、把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式三、原电池的正负极的判断方法电子流出的极
电子流入的极——负极
——正极 较活泼的电极材料
较不活泼的电极材料 质量增加的电极
工作后
质量减少的电极——负极
——正极——正极
——负极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极
发生还原反应的极——负极
——正极四、原电池电极反应式的书写1、确定原电池正负极，以及两极上发生反应的物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应
2、重视介质是否参加反应，注意两极得失电子总数相等
3、将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式1.如图装置，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应是下列各组中的哪一组（ ） A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液 D 负极： Fe — 2e- = Fe2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
总：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
负极： 2Fe — 4e- = 2Fe2+
正极： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
总：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2↓
不同的介质 不同的电极反应练习 X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
________________Z>Y>X>W5.原电池原理的综合运用 等。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；1.进行金属活动性强弱比较；3.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。原电池的主要应用：4.判断溶液pH变化；(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：(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：(3)比较金属腐蚀的快慢例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(2)(1)(3)原电池原理应用：(4)判断溶液pH值变化例5：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_______(填“变大”、“变小”、“不变”)？（溶液体积变化忽略不计）变大 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：负极：2 Al+ 8OH－—6e- =2Al O2－ +4H2O
正极：6H2O + 6 e- =3 H2↑+6 OH－
总：2Al+ 2OH－ +2H2O =2Al O2－ + 3H2 ↑
稀 硫 酸负极： Mg — 2e- = Mg2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
不同的介质 不同的电极反应负极： Cu —2e- = Cu 2+
正极： 4H+ +2NO3－ + 2 e- = 2NO2 + 2H2O
总：Cu + 4H+ +2NO3－=
2NO2 + Cu 2+ + 2H2O
负极：Fe— 2e- =Fe2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
总：Fe+ 2H+ = Fe 2+ + H2 ↑