人教化学选修4第四章 第一节 原电池 （2）（共24张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教化学选修4第四章 第一节 原电池 （2）（共24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 | 2020-06-09 08:23:15 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第四章
电化学基础
电化学：研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。
1.原电池原理？
2.原电池形成条件有哪些？
3.原电池正、负极的选择及判断
复习回顾：
1、原电池：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
2、原电池的组成：两个电极一溶液一连线一反应
负极：
发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极
正极：
发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极
“负极失电子，
电子得正极”
原
电
池
原
理
氧化反应
Zn-2e=Zn2+
铜锌原电池
电解质溶液
盐桥
失e，沿导线传递，有电流产生
还原反应
2H++2e-
=
H2
↑
阴离子
阳离子
负极
正极
原
电
池
原
理
外电路
内电路
原电池分两极，
负极氧化正还原；
电子由负流向正，
离子阳正阴向负。
A
构成原电池的条件
1.两种活性不同的电极
2.电解质溶液
3.闭合回路
4.自发的氧化还原反应
记忆技巧：两极---液---连线---反应
思考：如何根据氧化还原反应原理来设计原电池？
利用Zn+
Cu2+=Zn2+
+Cu，设计一个原电池.
Cu
Zn
CuSO4
ZnSO4
化合价升高
失2e-
化合价降低
得2e-
对锌铜原电
池工作原理的进一步探究
左图原电池的缺点：效率低，而且时间稍长电流就很快减弱。
思考：这是什么原因造成的呢？
有没有什么改进措施？
造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直
接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液
中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少
量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表
面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌
表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。
当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原
电池了，也就没有电流在产生。
改进措施？
将锌片与硫酸铜溶液隔离
硫酸锌溶液
硫酸铜溶液
改进为所示的原电池装置---盐桥式原电池
盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液
此装置优点：能稳定长时间放电
盐桥的作用是什么？改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？
阅读教材72页
盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷，保持溶液电中性。
盐桥中电解质的选择？
若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用饱KNO3溶液等代替KCl作盐桥。
指出电池的正负极，并分别写出负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。
负极（锌片）：
Zn
－2e
-
=
Zn
2+
（氧化反应）
正极（铜片）：
Cu2+
+
2e
-
=
Cu
（还原反应）
电池反应（总化学方程式）：Zn
+
Cu2+
=
Zn
2+
+
Cu
电池符号：
Zn
︱
ZnSO4‖
CuSO4
︱
Cu
负极
盐桥
正极
一、由两个半电池组成原电池（盐桥式原电池）的工作原理
①用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；
用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。
②原电池的内部及盐桥，通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。
二、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
——负极
——正极
宏观判断：
①根据电极材料
②根据原电池电极
发生的反应
——负极
——正极
发生氧化反应的极
发生还原反应的极
③根据电极增重还是减重
④根据电极有气泡冒出：
质量增加的电极
工作后
质量减少的电极
——正极
——负极
工作后，有气泡冒出的电极为正极
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
三、原电池的设计
利用
设计一个原电池.
化合价升高
失2e-
化合价降低
得2e-
Cu+
2
Fe3+
=
Cu2+
+
2Fe2+
电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但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。
Cu
C
CuCl2
FeCl3
装置图
离子方程式Cu+
2
Fe3+
=
Cu2+
+
2Fe2+
知识拓展－－原电池的应用
①加快反应速率：
（形成原电池反应，反应速率加快）
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
②揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
[例]
X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为(
)
Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ
Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
C
因为X置换出Z,所以金属性Ｘ＞Ｚ
负极的金属较活泼,所以Ｙ＞Ｘ
③判断金属活动性的强弱
一般说来:
活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极
Cu+
2
AgNO3
=
Cu(NO3)2
+
2Ag
化合价升高失2e-
化合价降低得2e-
电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。
电极反应式：
负极：Cu
–
2e-
=
Cu2+
正极：2Ag+
+
2e-
=
2
Ag
电解液：
Cu(NO3)2
、AgNO3
利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质溶液，写出电极方程式；并画出原电池简意图。
④制作化学电源
第四章
电化学基础
电化学：研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。
1.原电池原理？
2.原电池形成条件有哪些？
3.原电池正、负极的选择及判断
复习回顾：
1、原电池：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
2、原电池的组成：两个电极一溶液一连线一反应
负极：
发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极
正极：
发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极
“负极失电子，
电子得正极”
原
电
池
原
理
氧化反应
Zn-2e=Zn2+
铜锌原电池
电解质溶液
盐桥
失e，沿导线传递，有电流产生
还原反应
2H++2e-
=
H2
↑
阴离子
阳离子
负极
正极
原
电
池
原
理
外电路
内电路
原电池分两极，
负极氧化正还原；
电子由负流向正，
离子阳正阴向负。
A
构成原电池的条件
1.两种活性不同的电极
2.电解质溶液
3.闭合回路
4.自发的氧化还原反应
记忆技巧：两极---液---连线---反应
思考：如何根据氧化还原反应原理来设计原电池？
利用Zn+
Cu2+=Zn2+
+Cu，设计一个原电池.
Cu
Zn
CuSO4
ZnSO4
化合价升高
失2e-
化合价降低
得2e-
对锌铜原电
池工作原理的进一步探究
左图原电池的缺点：效率低，而且时间稍长电流就很快减弱。
思考：这是什么原因造成的呢？
有没有什么改进措施？
造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直
接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液
中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少
量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表
面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌
表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。
当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原
电池了，也就没有电流在产生。
改进措施？
将锌片与硫酸铜溶液隔离
硫酸锌溶液
硫酸铜溶液
改进为所示的原电池装置---盐桥式原电池
盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液
此装置优点：能稳定长时间放电
盐桥的作用是什么？改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？
阅读教材72页
盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷，保持溶液电中性。
盐桥中电解质的选择？
若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用饱KNO3溶液等代替KCl作盐桥。
指出电池的正负极，并分别写出负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。
负极（锌片）：
Zn
－2e
-
=
Zn
2+
（氧化反应）
正极（铜片）：
Cu2+
+
2e
-
=
Cu
（还原反应）
电池反应（总化学方程式）：Zn
+
Cu2+
=
Zn
2+
+
Cu
电池符号：
Zn
︱
ZnSO4‖
CuSO4
︱
Cu
负极
盐桥
正极
一、由两个半电池组成原电池（盐桥式原电池）的工作原理
①用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；
用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。
②原电池的内部及盐桥，通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。
二、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
——负极
——正极
宏观判断：
①根据电极材料
②根据原电池电极
发生的反应
——负极
——正极
发生氧化反应的极
发生还原反应的极
③根据电极增重还是减重
④根据电极有气泡冒出：
质量增加的电极
工作后
质量减少的电极
——正极
——负极
工作后，有气泡冒出的电极为正极
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
三、原电池的设计
利用
设计一个原电池.
化合价升高
失2e-
化合价降低
得2e-
Cu+
2
Fe3+
=
Cu2+
+
2Fe2+
电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但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。
Cu
C
CuCl2
FeCl3
装置图
离子方程式Cu+
2
Fe3+
=
Cu2+
+
2Fe2+
知识拓展－－原电池的应用
①加快反应速率：
（形成原电池反应，反应速率加快）
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
②揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
[例]
X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为(
)
Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ
Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
C
因为X置换出Z,所以金属性Ｘ＞Ｚ
负极的金属较活泼,所以Ｙ＞Ｘ
③判断金属活动性的强弱
一般说来:
活泼金属作负极,较不活泼的金属作正极
Cu+
2
AgNO3
=
Cu(NO3)2
+
2Ag
化合价升高失2e-
化合价降低得2e-
电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。
电极反应式：
负极：Cu
–
2e-
=
Cu2+
正极：2Ag+
+
2e-
=
2
Ag
电解液：
Cu(NO3)2
、AgNO3
利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质溶液，写出电极方程式；并画出原电池简意图。
④制作化学电源