2019高二化学选修4第4章第1节《原电池》课件（共24张PPT）

(共24张PPT)
第一节 原电池
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）
Zn+2H+=Zn2++H2↑ (离子方程式）
实验2.
观察到什么现象?
(1)电流表指针有偏转
(2)铜片上有气泡产生
锌片溶解，锌片上有气泡产生。
原电池
这是个什么装置？
氧化反应
Zn-2 e- =Zn2+
铜锌原电池
电解质溶液
失e-,沿导线传递，有电流产生
还原反应
2H++2e-=H2↑
阴离子
阳离子
总反应：
负极
正极
2H++2e-=H2↑
Zn－2e-=Zn2+
Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(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）
复习：原电池工作原理
【课堂练习1】在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )
正极附近的SO42 －离子浓度逐渐增大
电子通过导线由铜片流向锌片
(C) 正极有O2逸出
(D) 铜片上有H2逸出
D
闭合回路的构成：
外电路：
电子从 极到 极，电流从 极到 极；
内电路：
溶液中的阴离子移向 极，阳离子移向 极。
负
正
正
负
负
正
按下图所示, 将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液分别通过导线与电流计连接，有什么现象?
电流计指针不偏转，且铜片和铁片上均无明显现象（即:无电子定向移动）
探究实验1
阅读选修4教材71页图4-1，
你发现什么了吗？
见《百年学典》71页创新探究
在探究实验1的装置中架上盐桥连通,看有什么现象？
电流计指针回到零点，说明无电流，未构成原电池。
现象：电流计指针偏转，有电流通过电路，是原电池装置;
(2)然后取出盐桥，又将看到什么现象?
探究实验2
盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液
盐桥的作用:Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。
此装置优点：
1、使两个半电池构成闭合回路
2、能使原电池产生较持续、稳定的电流
3、能提高电池的使用效率
（08广东高考）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.③④
C
二、原电池正负极的判断
阅读《百年学典》69页探究1
特别提醒：
判断电极时，不能简单地根据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：①Al在强碱性溶液中比Mg更容易失去电子，所以Al、Mg和强碱溶液构成原电池时，Al作负极，Mg作正极；②Fe、Al在浓硝酸中钝化后，比Cu等金属更难失去电子，所以Al、Fe和浓硝酸构成原电池时， Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。
请判断下列原电池的正负极情况
-
+
-
+
【课堂练习3】完成《百年学典》训练1
二、电极反应方程式的书写方法
列物质，标得失-----按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出参加反应的物质及其产物，找出得失电子的数量。
2.看环境，配守恒----电极产物要在电解质溶液中能稳定存在。如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水；CO2会结合OH-生成CO32-；Al3+会结合OH-生成Al(OH)3↓或AlO2-。电极反应要依据电荷守恒、质量守恒和得失电子守恒加以配平。
3.两式加，验总式----两电极反应相加，与总反应的离子方程式对照验证。
1．负极反应式的书写
(1)较活泼金属作负极时，电极本身被氧化：
①若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子，如Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋。
(2)负极本身不反应时，常见书写方法为：
氢氧(酸性)燃料电池，负极反应式为：
H2－2E－===2H＋；
氢氧(碱性)燃料电池，负极反应式为：
H2－2E－＋2OH－===2H2O。
2．正极反应式的书写
首先根据化合价变化或氧化性强弱判断得电子的粒子。
其次确定该粒子得电子后变成哪种形式。
如：氢氧(酸性)燃料电池，正极反应式为：
O2＋4e－＋4H＋===2H2O；
氢氧(碱性)燃料电池，正极反应式为：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
3．电池总反应式的书写
两电极反应式，得失电子数相等时，将两电极反应式相加即得原电池反应式。
4．注意问题
在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，一律写离子符号；而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶易电离的电解质用离子符号表示。
判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。
FeCl3溶液
负极：
正极：
电池总反应：
－
＋
Cu C
＋
稀硫酸溶液
NaOH溶液
－
负极:
正极：
负极：2Al+8OH- -6e- = 2AlO2-+4H2O
正极：6H2O+6e- = 3H2↑+6OH-
2Fe3+ +2e - = 2Fe2+
Cu -2e－ = Cu 2+
2H++2e- = H2↑
Mg -2e- = Mg2+
（NaOH）
（稀硫酸）
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
电池总反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑
电池总反应：2Al+2H2O+2OH-=AlO2-+3H2↑
《全优课堂》73页第11题
原电池原理的应用：
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。
《全优课堂》72页综合应用第6题
《全优课堂》72页基础应用第6题
⑶原电池设计思路：
１．能自发进行的氧化还原反应
２．通常须两个活性不同的电极
３．电解质溶液
４．还原剂在负极失电子，发生氧化反应，氧化剂在正极得电子,发生还原反应．
化学电池的本质---氧化还原反应
见《百年学典》70页知识点2
完成《百年学典》70-71页典例2和训练2
练习：试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个能持续产生电流的原电池。
⑴ Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag
⑵ 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与电解质溶液有关(如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在)；
4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。
练习1、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，
酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+ ，则其正极反应式为：
_______________________。
碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为：______________________。
O2+4e-+4H+=2H2O
2H2- 4e-+4OH-=4H2O
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
Cu
AgNO3
正
Ag++e- =Ag
Cu-2e-=Cu2+
Cu Ag