原电池PPT.ppt

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1、高二化学备课组组成原电池的条件组成原电池的条件 （1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。质或金属氧化物）作电极。 （2）电极材料均插入电解质溶液中。）电极材料均插入电解质溶液中。 （3）两极相连形成闭合电路。）两极相连形成闭合电路。 （4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。）内部条件：能自发进行氧化还原反应。复习回顾复习回顾1 1、原电池是、原电池是_的装置。的装置。原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应2 2、如右图所示，组成的原电池：、如右图所示，

2、组成的原电池：（1 1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H H2 2SOSO4 4时：时：ZnZn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，）极，其电极反应为其电极反应为_，该反应，该反应是是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同）反应；，下同）反应；CuCu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,_,该反应是该反应是_反应。反应。（2 2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时： ZnZn电极电极是是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反应；反应；CuCu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,_,该反应该反应

3、_反反应应. .负负ZnZn2e2e- - = Zn = Zn2+2+氧化氧化正正2H2H+ + +2e +2e- - =H=H2 2还原还原负负ZnZn2e2e- - =Zn =Zn2+2+氧化氧化正正CuCu2+ 2+ +2e+2e- - = Cu = Cu还原还原教学过程教学过程环节1创设情景，复习引入 l情景： 观看铜锌原电池反应动画模拟 l1.引发学生的好奇心l2.帮助学生回忆必修2 中所学的相关知识l复习原电池的工作原理、形成条件、电子流向、离子移向以 及正负极规律 播放氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液失失e，沿导线传递，有电流产生，沿

4、导线传递，有电流产生还原反应还原反应Cu2+2e- =Cu阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 Cu2+2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子外电路外电路内电路内电路 环节2.动手实验观察现象动手实验观察现象请根据反应请根据反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个原电池，并进行实验设计一个原电池，并进行实验。 CuSO4 溶液溶液实验设计一

5、：实验设计一： 有电流，但不稳有电流，但不稳定定；两个电极上都有两个电极上都有红色物质生成红色物质生成。随着。随着实验时间的延续，电实验时间的延续，电流表指针偏转的角度流表指针偏转的角度逐渐减小，最终没有逐渐减小，最终没有电流通过，同时锌片电流通过，同时锌片表面逐渐被铜覆盖表面逐渐被铜覆盖 。CuSO4 溶液溶液思考：如何才能得到思考：如何才能得到持续稳定的电流？持续稳定的电流？分析：分析： 由于锌片与硫酸铜溶液由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面析直接接触，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出

6、的电流强度减致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。就没有电流产生。 实验设计二：实验设计二：（书（书71页实验页实验4-1）实验探究实验探究实验现象：实验现象：分析分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？：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？盐桥在此的作用是什么？参考教材参考教材72页页 第三段第三段 有盐桥存在时电流计指针发有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。生偏转，即有电流通过电路。 取出盐桥，电流计指针即回取出盐桥，电流计指针即回到零点，

7、说明没有电流通过。到零点，说明没有电流通过。 由盐桥连接的两由盐桥连接的两溶液保持溶液保持电中性电中性，两个烧杯中的溶液两个烧杯中的溶液连成一个通路。连成一个通路。 导线的作用是传导线的作用是传递电子，沟通外电递电子，沟通外电路。而盐桥的作用路。而盐桥的作用则是沟通内电路。则是沟通内电路。装置构成：装置构成：两个半电池组成两个半电池组成（1 1）盐桥的成分：饱和的）盐桥的成分：饱和的KClKCl溶液和琼脂制成的胶溶液和琼脂制成的胶 冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。 （2 2）盐桥的作用：）盐桥的作用： 可使由它连接的两溶液保持电中性。可使由它连接的两溶液保持

8、电中性。 （解释：锌盐溶液会由于锌溶解成为（解释：锌盐溶液会由于锌溶解成为ZnZn2+2+而带上而带上 正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了CuCu2+2+而而 带上了负电。）带上了负电。） 保障整个电路闭合，维持反应进行。保障整个电路闭合，维持反应进行。 转移离子，沟通内电路。转移离子，沟通内电路。认识盐桥：认识盐桥：环节环节3.讨论归纳得出结论讨论归纳得出结论两种原电池有何相同点和不同点？两种原电池有何相同点和不同点？相同点：都利用了氧化还原反应原理，都有导电性不同的两个电极相同点：都利用了氧化还原反应原理，都有导电性不同的两个电极;都能产生电流；外电路均是

9、电子的定向移动，都能产生电流；外电路均是电子的定向移动， 内电路内电路 均是离子的定向移动。均是离子的定向移动。不同点：不同点：1两个半反应在同一区域进行两个半反应在同一区域进行, 电流不稳定电流不稳定.2两个半反应在不同区域进行两个半反应在不同区域进行, 中间用盐桥连接中间用盐桥连接, 电流持续、稳定电流持续、稳定. 上述原电池装置是将什么反应的上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。的总反应方程式。负极（锌片）：负极（锌

10、片）： ZnZn2e2e- - =Zn =Zn2+ 2+ （氧化反应氧化反应）正极（铜片）：正极（铜片）： CuCu2+ 2+ +2e+2e- -=Cu =Cu （还原反应还原反应）电池反应电池反应（总化学方程式总化学方程式）：Zn + CuZn + Cu2+2+ = Zn = Zn 2+ 2+ + Cu + Cu 电池符号电池符号： Zn Zn ZnSO ZnSO4 4 CuSOCuSO4 4 Cu Cu 负极负极 盐桥盐桥 正极正极环节环节4.4.总结讨论深入研究总结讨论深入研究一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究备选题BBCuFeH2SO4CuZnH2

11、SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNnZCu4OS2CuuC4OS2H练习下列哪几个装置能形成原电池？OVXVVXXXVV三原电池正、负极的判断三原电池正、负极的判断特别提醒特别提醒 判断电极时，不能简单地依据金属的活动性判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况。如：顺序来判断，要看反应的具体情况。如：(1)Al在强碱溶液中比在强碱溶液中比Mg更易失电子，更易失电子，Al作负极、作负极、Mg作正极。作正极。(2)Fe、Al在浓在浓HNO3中钝化后，比中钝化后，比Cu更难失

12、电子，更难失电子，Cu作负极、作负极、Fe、Al作正极。作正极。备选题BCB小小 结结定义定义: （1）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理 原电池原电池把化学能转化成电能的装置。把化学能转化成电能的装置。 2、原电池的工作原理、原电池的工作原理较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从较活泼的金属电子从较活泼的金属(负极负极)通过外电路流向较不活泼的金属通过外电路流向较不活泼的金属(正极正极)。 负极 正极电子流向电子流向电流流向电流流向（2 2）形成原电池的条件形成原电池的条件（3）原电池的正负极的判断方法）原电池的正负极的判断方法判

13、断右边原电池的正、负极，并写出电极判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。反应式。 Cu Cu C CFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极： CuCu 失电子失电子 CuCu - - 2e2e- - = = CuCu2+2+正极：正极： FeFe3+3+得电子得电子 2Fe2Fe3+3+ + + 2e2e- - = = 2Fe2Fe2+2+A ACu+2FeClCu+2FeCl3 3 =CuCl =CuCl2 2 +2FeCl +2FeCl2 2先写出总反应：先写出总反应：即即 负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：拆成离子方程式：CuCu + + 2Fe2Fe3 3

14、 = = CuCu2 2 + + 2Fe2Fe2 2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极四、电极方程式的书写1.简单原电池电极方程式的写法简单原电池电极方程式的写法3.3.复杂原电池电极方程式的书写复杂原电池电极方程式的书写（1 1）方法点拨：写电极方程式的时候，要根据）方法点拨：写电极方程式的时候，要根据“得电子显负电；失电子显正电得电子显负电；失电子显正电”的原则，利的原则，利用用“电荷守恒电荷守恒”，通过巧用，通过巧用H H、OHOH和水写出电和水写出电极方程式。极方程式。（2 2）一般先写出简单一极的反应式，再用总反应）一般先写出简单一极的反应式，再用总反应式做差得出另一极

15、的反应式。式做差得出另一极的反应式。（3 3）两极同时书写时注意使两极电子得失相等。）两极同时书写时注意使两极电子得失相等。请写出请写出右边原电池的右边原电池的电极电极方程式。方程式。总反应方程式：总反应方程式：负极：负极：AlAl，失，失 Al3+ Mg AlNaOHNaOH溶液溶液A拆成离子方程式：拆成离子方程式：2Al + 2OH + 2H2O = 2AlO2 + 3H2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2五、原电池的设计五、原电池的设计活泼性不同活泼性不同 的两种金属。的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜

16、作正极如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极金属和非金属。金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极金属和化合物。金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极作正极惰性电极。惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt（电池的电极必须导电）（电池的电极必须导电）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个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电解质溶液应 与与电极材料具有相同的阳

17、离子电极材料具有相同的阳离子。请根据氧化还原反应请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池。设计成原电池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案?Cu Cu 2e- = Cu2+比比Cu不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等等负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：练一练练一练若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。什么？试画出原电池的装置简图。1.1.利用原电池原理设计新型化学电池；利用原电池原理

18、设计新型化学电池；2.2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；酸反应制取氢气；3.3.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；4.4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极电化学保护法，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。而受到保护。如在铁器表面镀锌。六、原电池原理的应用：六、原电池原理的应用：5.5.解释某些化学现象解释某些化学现象(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1： 下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，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；将甲乙作

19、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，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，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；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：原电池原理应用：(2)比较反应速率比较反应速率例例2 ： 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A. 纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反

20、应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）原电池原理应用：原电池原理应用：例例3：下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是(4)(2)(1)(3)练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总反应总反应：

21、正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe2e- Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2或或 Fe+H2SO4FeSO4+H22.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬

22、在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入盛水的烧杯中，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溶液，片刻后可观察到的现象是3。试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+( D )( Zn AgNO3 C )( Fe Fe2(SO4)3 C )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B. 保持平衡状态；保持平衡状态；C. 铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D. 银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；课后作业课后作业l第四章第一节原电池同步练习第四

23、章第一节原电池同步练习(1) l这是习题课的主要内容这是习题课的主要内容1、原电池构成条件、原电池构成条件(1)两个两个 的电极。的电极。(2)电极插入到电极插入到 中。中。(3)两电极形成两电极形成 。(4)能自发进行能自发进行 反应。反应。活泼性不同活泼性不同电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路氧化还原氧化还原复习复习 (按考点先复习再讲解相关习题按考点先复习再讲解相关习题）考点一、原电池的构成条件（习题考点一、原电池的构成条件（习题1-2）2、原电池正、负极的判断、原电池正、负极的判断考点二、原电池正负极的判断（习题考点二、原电池正负极的判断（习题-3题）题）考点三、电极反应式书写（考点三、电极反应式书写（4、5题）题）考点四、原电池原理的应用（考点四、原电池原理的应用（6题）题）考点五、原电池计算（考点五、原电池计算（7题）题）各考点综合（各考点综合（8-9题）题）