新人教版选修四高中化学4.1《原电池》2课时(31张PPT)

(共31张PPT)
第四章
电化学基础
第一节
原电池
第1课时
3、构成条件
1、定义：
两极、一液、闭合、自发
化学能转化为电能的装置
2、原理：
电极
电子流向
电流方向
确定
判断
（电子从失电子的一边沿导线流出）
（与电子流向相反）
(电流从正极流向负极)
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（可以）
（不可以）
形成条件一：
活泼性不同的两个电极
第一组实验
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
第二组实验
实验探究形成原电池的条件
第三组实验
实验探究形成原电池的条件
形成条件三：必须形成闭合回路
（不可以）
可以
A
B
C
D
E
F
M
N
1.下列哪几个装置能形成原电池？
O
V
X
V
V
X
X
X
V
典型例题：
V
2.一个电池反应的离子方程式是
Zn+Cu2+=Zn2+
+Cu,
该反应的的原电池正确组合是（
）
C
典型例题：
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Fe
负极
Cu
Zn
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl
下列装置中属于原电池的是
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
新课标人教版选修四化学反应原理
第四章
电化学基础
第一节
原
电
池
（第2课时）
不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱
这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？
主要原因：(一)由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。(二)铜离子会在锌棒表面发生反应析出铜单质，阻止反应继续发生。
对锌铜原电
池工作原理的进一步探究
为了避免发生这种现象，设计如图（书P71图4-1）所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？
？提出问题：原电池的优、缺点？
实验三（书71页实验4-1）
实验探索
实验现象：
分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？
参考教材
有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。
取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。
（２）盐桥的作用是什么？
4、双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥----装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的
胶冻
a.形成闭合回路。
b.平衡电荷。
导线的作用:传递电子，沟通外电路。
而盐桥的作用:沟通内电路。
(3)双液原电池的优点：
能产生持续、稳定的电流。
利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2
，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。
参考答案
(+)
(-)
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）
正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
(+)
(-)
5、原电池的设计：
请将氧化还原反应
Cu+2Ag+
=
Cu2++2Ag
设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置
Cu
CuSO4
Ag
AgNO3
(2007年高考海南化学卷)
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。
铜(或Cu)
AgNO3溶液
正
Ag＋＋e－
→
Ag
Cu
-2e－
→
Cu2＋
负(Cu)
正(Ag)
(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）
6、原电池原理应用：
第3课时
(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：
例4：
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)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：
拓展练习
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到
的现象：
两极反应式为：正极
；
负极
。
该装置将
转化为
。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，
则负极为
，
总反应方程为
。
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；
Mg－2e—=Mg2+
化学能
电能
2H++2e-=H2
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
Al－3e-+2OH-=H2O+AlO-
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_________？（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
原电池原理应用：
小
结：原电池
1、定义
2、工作原理
3、形成条件
4、双液原电池
盐桥
盐桥的作用
工作原理
5.
设计原电池
2.比较反应速率
1.比较金属活动性强弱；
3.比较金属腐蚀快慢
（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。）
6、原电池的应用：
4.解释某些化学现象
反应式
负极材料（失去电子的金属）
确定
电解质溶液
在一
瓣橘子上相隔0.5cm分别插一小铜片
和铝片，把铜片和铝片的另一端通过导线接
触耳机的两极，试试能否听到“嘎嘎”声。能
够从耳机中听到“嘎嘎”声，说明了什么？用
其他金属、水果、液体再试一试。
研
究
性
学
习
1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硫酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。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
2、等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是：
D
3、把A、B、C、D四块金属片用导线两两相连，浸入稀硫酸中组成原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为
A、A＞B＞C
＞
D
B、A
＞
C
＞
D
＞
B
C、C
＞
A
＞
B
＞
D
D、
B
＞
A
＞
C
＞
D
B
4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是
(
D
)
A.
铁圈和银圈左右摇摆不定；
B.
保持平衡状态；
C.
铁圈向下倾斜；
D.
银圈向下倾斜；