高中化学:原电池.ppt课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《高中化学:原电池.ppt课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中化学 原电池 ppt 课件
- 资源描述:
-
1、第四章第四章 电化学基础电化学基础安陆一中化学组安陆一中化学组3/23/20223/23/2022第一节 原电池1 1、电化学:、电化学:2 2、从反应产物与电流的关系分类:、从反应产物与电流的关系分类:阅读教材阅读教材P70 P70 回答回答研究化学能与电能相互转换的装置、研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学过程和效率的科学产生电流的反应产生电流的反应原电池原电池借助电流而发生的反应借助电流而发生的反应电解池电解池复习回顾复习回顾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
2、应2 2、如右图所示,组成的原电池:、如右图所示,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
3、,极,其电极反应为其电极反应为_,_,该反应是该反应是_反应反应. .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+Z
4、n+Cu2+=Zn2+Cu(离子方程式)离子方程式)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1.1.电路:电路:外电路外电路内电路内电路电子流向:失电子的一极向得电子的一极电子流向:失电子的一极向得电子的一极电流方向:与电子流动方向相反电流方向:与电子流动方向相反阴离子流动方向与电子流动方向一致阴离子流动方向与电子流动方向一致阳离子流动方向与电流方向一致阳离子流动方向与电流方向一致2.2.电极:电极:正极:电子流入的一极正极:电子流入的一极负极:电子流出的一极负极:电子流出的一极3.3.电极反应式:电极反应式:
5、正极:正极: 2H2H+ + 2e+ 2e- - H H2 2负极:负极: ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+4.4.总反应式:总反应式:Zn+ 2HZn+ 2H+ + ZnZn2+2+ + H + H2 2锌铜原电池工作原理锌铜原电池工作原理提出问题:提出问题: 上图是我们在必修上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池,如果用它做电源,不但效率低,而且时间稍长的原电池,如果用它做电源,不但效率低,而且时间稍长电流就很快减弱,因此不适合实际应用电流就很快减弱,因此不适合实际应用。这是什么原因造这是什么原因造成的呢?有没有什么改进措施?成的
6、呢?有没有什么改进措施?造成的主要原因造成的主要原因:由于在铜极上很快就聚集了许多氢气: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。阻,使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。一、对锌铜原电一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究池工作原理的进一步探究为了避免发生这种现象,设计如下图(书为了避免发生这种现象,设计如下图(书P71图图4-1)所示)所示的原电池装置,你能解释它的工作原理吗?的原电池装置,你能解释它的工作原理吗?优点:能产生持续、优点:能产生持续、稳定的电流。稳
7、定的电流。盐桥制法:盐桥制法:1)1)将热的琼胶溶液倒入将热的琼胶溶液倒入U U形管中形管中( (注意不要注意不要产生裂隙产生裂隙) ),将冷却后的,将冷却后的U U形管浸泡在形管浸泡在KClKCl或或NHNH4 4NONO3 3的饱的饱和溶液中即可。和溶液中即可。2)2)将将KClKCl或或NHNH4 4NONO3 3的饱和溶液装入的饱和溶液装入U U形管,形管,用棉花堵住管口即可。用棉花堵住管口即可。实验三(书实验三(书7171页实验页实验4-14-1)实验探索实验探索实验现象: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?分析:改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流?盐
8、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7272页页 第三段第三段 有盐桥存在时电流计指针有盐桥存在时电流计指针发生偏转,即有电流通过电路。发生偏转,即有电流通过电路。 取出盐桥,电流计指针即取出盐桥,电流计指针即回到零点,说明没有电流通过。回到零点,说明没有电流通过。盐桥的作用:盐桥的作用:(1 1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。 由于盐桥(如由于盐桥(如KClKCl)的存在,其中阴离子)的存在,其中阴离子ClCl- -向向ZnSOZnSO4 4溶溶液扩散和迁移,阳离子液扩散和迁移,阳离子K K+ +则向则向CuSOCuS
9、O4 4溶液扩散和迁移,分别溶液扩散和迁移,分别中和过剩的电荷,保持溶液的电中性,因而放电作用不间断中和过剩的电荷,保持溶液的电中性,因而放电作用不间断地进行,一直到锌片全部溶解或地进行,一直到锌片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu2+2+几乎完几乎完全沉淀下来。全沉淀下来。若电解质溶液与若电解质溶液与KClKCl溶液反应产生沉淀,可用溶液反应产生沉淀,可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作盐桥。作盐桥。(2 2)平衡电荷。)平衡电荷。 在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是靠离子靠离子迁移完成迁移完成的。
10、的。取出盐桥,取出盐桥,ZnZn失去电子形成的失去电子形成的ZnZn2+2+进入进入ZnSOZnSO4 4溶溶液,液,ZnSOZnSO4 4溶液因溶液因ZnZn2+2+增多而带正电荷。同时,增多而带正电荷。同时,CuSOCuSO4 4则由于则由于CuCu2+2+变为变为CuCu,使得,使得SOSO4 42-2-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性,这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片,造成电流中性,这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片,造成电流中断。断。请同学们思考请同学们思考: 上述原电池装置是将什么反上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的?指出应的
11、化学能转换成电能的?指出电池的正负极,并分别写出其中电池的正负极,并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。电池的总反应方程式。ZnSOZnSO4 4溶液溶液 CuSOCuSO4 4溶液溶液负极(锌片):负极(锌片): 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 一、对锌铜原电一、对锌
12、铜原电 池工作原理的进一步探究池工作原理的进一步探究?二、实验探究形成原电池的条件二、实验探究形成原电池的条件(可以)(可以)(可以)(可以)(可以)(可以)(不可以)(不可以)形成条件一:形成条件一:活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极:较活泼的金属负极:较活泼的金属正极:较不活泼的金属、石墨等正极:较不活泼的金属、石墨等(可以)(可以)(不可以)(不可以)形成条件二:形成条件二:电极需插进电解质溶液中电极需插进电解质溶液中实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三:形成条件三:必须形成闭合回路必须形成闭合回路(不可以)
13、(不可以)可以可以二、二、组成原电池的条件组成原电池的条件1 1、有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质或金、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。属氧化物)作电极。2 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 3、两极相连形成闭合电路。、两极相连形成闭合电路。4 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。CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNuC4OS2H1.1.下列哪几个装置能形成原
14、电池?下列哪几个装置能形成原电池?OVXVVXXXXVABCD正极正极ZnCuCuFe负极负极CuZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl三、原电池的正负极的判断方法三、原电池的正负极的判断方法微观判断微观判断(根据电子流动方向(根据电子流动方向)电子流出的极电子流出的极电子流入的极电子流入的极负极负极正极正极较活泼的电极材料较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极质量增加的电极工作后工作后 质量减少的电极质量减少的电极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后,有气泡冒出的电极为正极工作后,有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生氧化反应
15、的极发生还原反应的极发生还原反应的极宏观判断宏观判断:根据电极材料根据电极材料根据原电池电极发生根据原电池电极发生的反应的反应根据电极质量的变化根据电极质量的变化根据电极有气泡冒出:根据电极有气泡冒出:负极负极正极正极1.1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是电池时,锌为负极,此金属是A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu2.2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pHpHA.A.不变不变 B B先变大后变小先变大后变
16、小 C C逐渐变大逐渐变大 D.D.逐渐变小逐渐变小C C4.X4.X、Y Y、Z Z、M M、N N代表五种金属。有以下化学反应:水代表五种金属。有以下化学反应:水溶液中,溶液中,X+YX+Y2+2+=X=X2+2+Y +Y ;Z+2HZ+2H2 2O O( (冷冷) )=Z(OH)=Z(OH)2 2+H+H2 2 ;M M、N N为电极与为电极与N N盐溶液组成原电池,电极反应为盐溶液组成原电池,电极反应为M-2eM-2e- -=M=M2+2+;Y Y可以溶于稀硫酸可以溶于稀硫酸, ,中,中,M M不被稀硫酸氧化,则这五种金不被稀硫酸氧化,则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是属的活动性由弱
17、到强的顺序是A AM MN NY YX XZ B.NZ B.NM MX XY YZ Z C CN NM MY YX XZ D.XZ D.XZ ZN NM MY Y C C3.3.把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若组成原电池。若a a、b b相连时,相连时,a a为负极;为负极;c c、d d相连时,电流由相连时,电流由d d到到c c;a a、c c相连时,相连时,c c极上产生大量气泡,极上产生大量气泡,b b、d d相连时,相连时,b b上上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为有大量气泡
18、产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b . d Dc a b . d Db d c a b d c a B B判断右边原电池的正、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 CCu CFeClFeCl3 3溶液溶液负极:负极: CuCu 失电子失电子 Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+正极:正极: FeFe3+3+得电子得电子 2Fe2Fe3+3+2e+2e- -=2Fe=2Fe2+2+A ACu+2FeClCu+2FeCl3 3=CuCl=CuCl2 2+
19、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:Cu+2FeCu+2Fe3 3=Cu=Cu2 2+2Fe+2Fe2 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、电极方程式的书写四、电极方程式的书写1.1.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请写出右边原电池的请写出右边原电池的电极方程式。电极方程式。总反应方程式:总反应方程式:负极:负极:AlAl,失,失 AlAl3+3+拆成离子方程式:拆成离子方程式:2Al + 2OH2Al + 2OH + 2H+ 2H2 2O = 2AlOO =
20、 2AlO2 2 + 3H+ 3H2 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2Al + 2NaOH + 2H2Al + 2NaOH + 2H2 2O = 2NaAlOO = 2NaAlO2 2 + 3H+ 3H2 22.2.燃料电池电极方程式的写法燃料电池电极方程式的写法 总反应:总反应: 实际上就是燃料的完全燃烧。实际上就是燃料的完全燃烧。 负极(通入燃料):为燃料失去电子的氧化反应,负极(通入燃料):为燃料失去电子的氧化反应, 正极(通入氧化剂):为氧化剂得到电子的还原反应。正极(通入氧化剂):为氧化剂得到电子的还原反应。负极总反应负极总反应: 2H: 2H2 2 - 4e-
21、4e- - + 4OH + 4OH- - 4H4H2 2O O正极正极: : 总反应负极反应总反应负极反应 总反应:总反应:2H2H2 2+ O+ O2 22H2H2 2O O负极负极: H: H2 2 失失e e4H4H+ + + 4OH + 4OH- - 4H4H2 2O O2H2H2 2 - 4e- 4e- - 4H4HO O2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4eO + 4e- - 4OH4OH- -有机物碱性燃料电池 CxHyOz O2 KOH溶液总反应:CxHyOz+ (x+y/4 _ z/2)O2+ 2xOH- = xCO32-+(x+y/2)H2O正极:(x+y/4 _ z/
22、2)O2+(4x+y-2z)e- +(2x+y/2-z)H2O=(4x+y-2z)OH-负极:CxHyOz -( 4x+y-2z )e-+( 6x+y-2z ) OH- =xCO32-+(3x+y-z)H2O固体燃料电池丁烷燃料电池(固体Y2O3、ZrO2传递O2-)总反应:2C4H10+13O28CO2+10H2O负极:2C4H10-52e-+26 O2- =8CO2+10H2O正极:13O2+52e-=26 O2-练习、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受练习、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。到重视。 可用可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混合物作的熔融盐混合物作电解
23、质,电解质,CO为负极燃气,空气与为负极燃气,空气与CO2的混和气为的混和气为正极助燃气,制得在正极助燃气,制得在650下工作的燃料电池。完下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式:成有关的电池反应式: 电池反应式:电池反应式: 负极反应式:负极反应式:2CO+2CO32- 4CO2+4e 正极反应式:正极反应式: , 总电池反应:总电池反应: 。O22CO24e 2CO32 2CO+O2 2CO2 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方法点拨:方法点拨:写电极方程式的时候,要根据写电极方程式的时候,要根据“得电子显负电;失得电子显负电;失电子显正电电子显正电”的原则,的
24、原则,利用利用“电荷守恒电荷守恒”,通过巧用,通过巧用H H、OHOH和水写出电极方程式和水写出电极方程式PbPbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O练习:写出铅酸蓄电池的电极反应:练习:写出铅酸蓄电池的电极反应:SOSO4 42 2 PbSOPbSO4 4PbPb失电子失电子2 2PbOPbO2 2SOSO4 42 2 PbSOPbSO4 4ZnZn2e2e ZnOZnO负极:负极:正极:正极:1.1.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁
25、电池的总反应为:该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是A A放电时负极反应为:放电时负极反应为:B B充电时阳极反应为:充电时阳极反应为: C C放电时每转移放电时每转移3mol3mol电子,正极有电子,正极有1molK1molK2 2FeOFeO4 4被氧化被氧化 D D放电时正极附近溶液的碱性增强放电时正极附近溶液的碱性增强C C2.2.某可充电的锂离子电池以某可充电的锂离子电池以LiMnLiMn2 2O O4 4(次锰酸锂)为正极,嵌(次锰酸锂)为正极,嵌入锂的碳材料为负极,含入锂的碳材料为负极,含LiLi+ +导电固体为电解质。放电时的
展开阅读全文