高中化学原电池课件 23页

原电池人教版选修四\n考纲要求1.掌握原电池的形成条件，理解原电池的工作原理；2.能够正确地判断原电池的两极，能够正确地书写电极反应及总反应;3.了解常见化学电源的种类及特点，能够认识和书写几种新型电池的电极及电极反应。\n高考回顾(2007年高考全国理综卷)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()A.正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大B.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\n高考动向：1.原电池的概念、构成及两极判断2.原电池的电极反应式的书写与正误判断3.设计电池，探索新的化学电源4.原电池原理的应用\n定义：化学能转化为电能的装置为原电池。从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池；\n练习:下列装置中，能组成原电池的是:()酒精稀H2SO4稀H2SO4(A)(B)(C)(D)(E)(F)D、E\n一、原电池的形成条件(4)形成闭合回路。（两电极用导线连接，或接触。）（1）能自发地发生的氧化还原反应：（3）电解质溶液：（2）两导体作电极：①活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。②两不活泼的导体－石墨或Pt等。（燃料电池电极）\n下列哪几个装置能形成原电池？ABCDEFMNCuSO4√√√√\n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）阳离子外电路内电路原电池的工作原理\n二、电极方程式的书写根据方程式写出电极反应：1.Fe+CuSO4=Cu+FeSO42.Fe+2FeCl3=3FeCl23.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑4.3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O5.CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O6.H2+O2=H2O(中性溶液）\n方法点拨：原电池电极反应式的书写技巧(1)先确定原电池的正负极，在两极的反应物质上标出相同数目的电子得失；(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存，若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物为O2，且电解质溶液为中性或碱性，则H2O必须写入正极反应式中，且O2生成OH—，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成H2O(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反应，若能写出已知电池反应的总方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式；\n思考？？分析以下三个装置分别有何现象?请加以解释\n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。\n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(+)(-)GZnPtFeCl3溶液负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液G三、原电池的设计：\n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？参考教材得出结论盐桥的作用：(1)使整个装置构成闭合回路。(2)使两溶液保持电中性（平衡电荷）。盐桥成分：含琼胶的KCl饱和溶液盐桥成分，作用及离子流向?\n方法点拨：理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。1、将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别做原电池的负极和正极。2、确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接做负极，如为气体或溶液中的还原性离子可用惰性电极做负极；发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。3、确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液4、构成闭合回路\n(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。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag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－→AgCu-2e－→Cu2＋负(Cu)正(Ag)课堂练习：\n四、原电池原理的应用例题4、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为（）A．a＞b＞c＞dB．a＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞dD．b＞d＞c＞aB\n方法点拨：原电池原理的应用1、加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率大。2、比较金属活动性强弱两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼性强3、用于金属的保护，及金属腐蚀快慢比较电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀4.比较离子的氧化性强弱\n课堂练习：下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）A.②①③④B.④③①②C.④②①③D.③②④①C\n课堂练习：已知反应AsO42-+2I-+2H+AsO32-+I2+H2O是可逆反应．设计如图装置，进行下述操作：（Ⅰ）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；（Ⅱ）若改往（B）烧杯中滴加40％NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转．试回答：\n（1）两次操作过程中指针为什么会发生偏转?答：。（2）两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反?答：。（3）（Ⅰ）操作过程中C1棒上发生的反应为。（4）（Ⅱ）操作过程中C2棒上发生的反应为。因为两次操作均发生原电池反应，所以微安表会发生偏转两次操作电极相反、电子流向相反因而指针偏转方向相反2I——2e—==I2AsO32—+2OH—+2e—==AsO42—+H2O\n写出下列原电池的电极反应