《课程讲解》-《原电池》课件-公开课.ppt

1、第一节第一节原电池原电池教学重点教学重点：1.了解组成原电池的条件。了解组成原电池的条件。 2.掌握电极反应和原电池总反应方程式的书写。掌握电极反应和原电池总反应方程式的书写。 3.认识化学能与电能的相互转化。认识化学能与电能的相互转化。 教学难点教学难点： 理解原电池的工作原理理解原电池的工作原理普通干电池普通干电池手机电池手机电池钮扣电池钮扣电池笔记本电脑笔记本电脑 专用电池专用电池 摄像机摄像机专用电池专用电池 “神六神六”用用太阳能电池太阳能电池 原电池原电池定义定义电极及电极及电极反应电极反应电子流向电子流向形成条件形成条件将化学能转换电能的装置将化学能转换电能的装置负极负极: :活

2、泼金属活泼金属氧化反应氧化反应正极正极: :不活泼金属不活泼金属(or(or导电的导电的非金属单质非金属单质)还原反应还原反应负极负极正极正极两极两极溶液溶液连线构成连线构成闭合回路闭合回路自发的反应自发的反应42、组成原电池的条件、组成原电池的条件: (1)(1)有活泼性不同的两个电极有活泼性不同的两个电极(2)(2)两电极都接触电解质溶液两电极都接触电解质溶液(3)(3)正极、负极、电解质溶液构成闭合回正极、负极、电解质溶液构成闭合回路路(4)(4)在电极表面上能发生自发进行的氧化在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。还原反应。负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H

3、2失去电子，失去电子，发生氧化反应发生氧化反应( (相对活泼）相对活泼）得到电子，得到电子，发生还原反应发生还原反应（正极本身不参（正极本身不参与反应）与反应）Zn2+H+SO42-电流电流方向方向e-e- e-负极负极 导线导线 正极正极 H+e-e-e-电流：电流：电子：电子：正极正极 负极负极阳离子阳离子 正极正极阴离子阴离子 负极负极 当电解质溶液为当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时： ZnZn电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_ _ 该反应是该反应是_反反应；应；CuCu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_ _ 该反应该反应_反应反应. .负负

4、Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正Cu2+ + 2e - = Cu 还原还原 当电解质溶液为当电解质溶液为H H2 2SOSO4 4溶液时：溶液时： ZnZn电极是电极是_极，其电极极，其电极反应为反应为_ ，该反应是，该反应是_反应；反应；CuCu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,_,该反应该反应_反反应应. .负负Zn2e- = Zn2+氧化氧化正正2H+2e- =H2还原还原Zn +2H+ = Zn 2+ +H2 这是一个氧化还原反应这是一个氧化还原反应可否设计实验证明它的化学能转化成了电能，可否设计实验证明它的化学能转化成了电能，请简单画出装置图。（请简单画出装

5、置图。（3 3分钟）分钟）思考：思考：1.1.上述装置从能量角度看有什么共同特点？上述装置从能量角度看有什么共同特点？2.2.这些装置中发生的化学反应是什么类型的这些装置中发生的化学反应是什么类型的反应呢反应呢? ? 为什么？（为什么？（2 2分钟）分钟）判断下列有关正极说法的正误：判断下列有关正极说法的正误：1.活泼的是正极活泼的是正极2.电子从正极流出电子从正极流出3.电流从正极流出电流从正极流出4.电解液中阳离子移向正极电解液中阳离子移向正极4.在正极上发生氧化反应在正极上发生氧化反应5.正极得电子本身做氧化剂正极得电子本身做氧化剂想一想想一想xxxx下列说法正确的是（下列说法正确的是（

6、 ）A.Fe是正极，是正极，Ag是负极是负极 B.电流从电流从Fe 流向流向AgC.电解液中电解液中H+移向移向AgD.负极电极反应式：负极电极反应式： Fe - 2e- =Fe2+ 正极电极反应式正极电极反应式: 2Ag + 2e- = 2Ag+2H+ + 2e- = H2C 负极电极反应式：负极电极反应式： 。 正极电极反应式正极电极反应式: 。Fe - 2e- =Fe2+ Cu2+ + 2e- = Cu_+练一练练一练 比一比比一比 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 电子流动的差异电子流动的差异能量转化的差异能量转化的差异反应速度的异差反应速度的异差Zn 导线导线 Cu H+e-

7、e-较快较快更快更快ZnH+ZnCuH+H+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+H+化学能化学能热能热能化学能化学能电能电能请你当医生请你当医生(1) (1) 比较金属性的强弱比较金属性的强弱活泼的金属作活泼的金属作 。(2)(2)比较比较反应速率反应速率(3) (3) 金属的腐蚀金属的腐蚀构成原电池能构成原电池能 反应速率反应速率(4) (4) 设计原电池设计原电池因发生因发生原电池的反应原电池的反应被腐蚀损耗被腐蚀损耗*加快加快负极负极B应用应用1 11 1、 把把a、b、c三三块金属片浸入稀硫酸中，块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若用导线两两相连组成原电池。若a、b相连相连时

8、，时，a为负极；为负极；b、c相连时，电流由相连时，电流由b到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气泡，则三极上产生大量气泡，则三种金属的活动性顺序由强到弱的为种金属的活动性顺序由强到弱的为( )( ) Aa b c Ba c b Cc a b Db c a ab cbac为了加快为了加快锌与稀硫酸锌与稀硫酸反应速率反应速率，往往向溶液，往往向溶液中加入少量中加入少量硫酸铜硫酸铜溶液。分析原因。溶液。分析原因。应用应用2 2Zn稀硫酸稀硫酸原因：锌置换出了铜，原因：锌置换出了铜，构成的锌铜原电池，构成的锌铜原电池，加快了反应的速度加快了反应的速度CuSO4 溶溶液液探究探究2 21滴饱和

9、滴饱和NaCl溶溶液，液，1滴酚酞滴酚酞粗铁粗铁仔细观察液滴周围颜色变化仔细观察液滴周围颜色变化液滴周围呈红色液滴周围呈红色4Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3xH2O(3-x)H2O铁锈铁锈负极负极（Fe）：）：应用应用3 3正极（正极（C）：）： Na+ Cl-OH-O2酸性：酸性：2Fe - 4e = 2Fe2+H2O总式：总式： 2Fe+2H2O O2= 2Fe（OH）2吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀H2SO42H+ + 2e- = H2正极：正极：中性、碱性：中性、碱性：电解液电解液电化学腐蚀：金属因构成原电池而被腐蚀。电化学腐蚀：金属因构成原电池

10、而被腐蚀。 海洋电池海洋电池 以铝为电池负极，金属（以铝为电池负极，金属（Pt、Fe）网）网为正极，为正极， 海水为电解质溶液，海水为电解质溶液， 海水中的海水中的溶解氧与铝反应产生电能溶解氧与铝反应产生电能 。科学家把正极。科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构，以增大表面积，制成仿鱼鳃的网状结构，以增大表面积，吸收海水中的微量溶解氧。吸收海水中的微量溶解氧。 负极负极: 4Al-12e: 4Al-12e- -= 4Al= 4Al3+3+正极正极: :6H6H2 2O+3OO+3O2 2+12e+12e- -= 12OH= 12OH- - ( (可用于海上标志灯可用于海上标志灯) ) 设计原电池设

11、计原电池 （1 1） 拓展拓展 请结合组成原电池的条件，将氧化还原请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1 1、电极材料：负极、电极材料：负极 。 正极正极 ，2 2、电解液：、电解液： 3 3、电极反应式、电极反应式 ： 负极负极: : 正极正极: : 硫酸铜溶液硫酸铜溶液铜电极铜电极铁电极铁电极Fe-2e- =Fe2+Cu2+ +2e- =Cu石墨电极石墨电极应用应用4有下列材料：有下列材料：Zn片、片、Cu片、导线、片、导线、水果水果 、电流计，请设计一个装置使、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生

12、偏转。电流计指针发生偏转。试一试试一试CuSO4 溶液溶液 主要原因：主要原因：锌片与硫酸铜锌片与硫酸铜溶液直接接触溶液直接接触。铜在锌片表面不铜在锌片表面不断析出构成了原电池，致使向外断析出构成了原电池，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。电池，也就没有电流产生。信息提示：该原电池开始时锌棒溶解信息提示：该原电池开始时锌棒溶解变细，铜棒变粗，能产生稳定电流。变细，铜棒变粗，能产生稳定电流。但长时间后发现锌棒表面也有铜附着，但长时间后发现锌棒表面也有铜附着，电流开始不稳，当锌棒被铜全部附

13、着电流开始不稳，当锌棒被铜全部附着时，无电流产生。时，无电流产生。如何改进产生稳定持如何改进产生稳定持 续电流？续电流？实验二实验二 在在100mL 1 mol / L CuSO4溶液中插入溶液中插入Cu片片,100mL 1 mol / L ZnSO4溶液中插入溶液中插入Zn片片,用盐桥沟通内电路用盐桥沟通内电路,导线连接电压传感器形导线连接电压传感器形成成闭合电路闭合电路，测定其输出电压随时间变化曲，测定其输出电压随时间变化曲线。线。装置的改进目的装置的改进目的实验二实验二 在在100mL 1 mol / L CuSO4溶液中插入溶液中插入Cu片片,100mL 1 mol / L ZnSO4

14、溶液中插入溶液中插入Zn片片,用盐桥沟通内电路用盐桥沟通内电路,导线连接电压传感器形导线连接电压传感器形成成闭合电路闭合电路,测定其输出电压随时间变化曲线。测定其输出电压随时间变化曲线。盐桥盐桥装有琼胶的装有琼胶的KCl饱和溶液饱和溶液盐桥的作用盐桥的作用使由它连接的两溶液保使由它连接的两溶液保持电中性持电中性,沟通内电路沟通内电路.相同点相同点：都有导电性不同的两个：都有导电性不同的两个;都能产生电都能产生电 流；外电路均流；外电路均是电子的定向移动，是电子的定向移动， 内电路均是离子的定向移动。内电路均是离子的定向移动。不同点不同点： 此装置中电流持续、稳定此装置中电流持续、稳定,两个电极

15、反应在不同两个电极反应在不同 区域进区域进行行, 中间用盐桥连接中间用盐桥连接. 原装置中电流不稳定原装置中电流不稳定,两个电极反应在同一区域进行两个电极反应在同一区域进行.动画演示动画演示-突破难点突破难点能产生稳定、持续电流的原电池能产生稳定、持续电流的原电池应具备什么条件？应具备什么条件？1.要有导电性不同的两个电极要有导电性不同的两个电极2.两个半反应在不同的区域进行两个半反应在不同的区域进行3.用导线和盐桥分别将两个半电池连接在用导线和盐桥分别将两个半电池连接在一起一起讨讨论论CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4AB

16、CDEFMnZnZ4OS2HNnZCu4OS2CuuC4OS2H下列哪几个装置能形成原电池？下列哪几个装置能形成原电池？VXVVXXXV【思考与训练思考与训练】 下列关于原电池的叙述正确的是（下列关于原电池的叙述正确的是（ ） A A、构成原电池的正极和负极必须是两种不、构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属同的金属 B B、原电池是将化学能转变为电能的装置、原电池是将化学能转变为电能的装置 C C、原电池中电子流出的一极是负极，该极、原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原被还原 D D、原电池工作时、原电池工作时，电流的方向是从负极到，电流的方向是从负极到正极正极B B【思考与训练思考

17、与训练】 锌铜原电池产生电流时，阳离子（锌铜原电池产生电流时，阳离子（ ） A A 移向移向Zn Zn 极，阴离子移向极，阴离子移向Cu Cu 极极 B B 移向移向Cu Cu 极，阴离子移向极，阴离子移向Zn Zn 极极 C C 和阴离子都移向和阴离子都移向ZnZn极极 D D 和阴离子都移向和阴离子都移向Cu Cu 极极【思考与训练思考与训练】B【思考与训练思考与训练】如图所示装置的叙述中，如图所示装置的叙述中， 正确的（正确的（ ）A A铜是阳极，铜片上铜是阳极，铜片上 有气泡产生有气泡产生 B B铜片质量逐渐减少铜片质量逐渐减少C C铜离子在铜片表面铜离子在铜片表面 被还原被还原 D

18、D电流从锌片经导线电流从锌片经导线 流向铜片流向铜片C【思考与训练思考与训练】请将请将 Cu+Cu+FeFe2 2+ + = Cu= Cu2+2+ +FeFe 设计成一个能产设计成一个能产生稳定电流的原电池装置，并写出两个电生稳定电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。极上的电极反应。1.1.装置可采用烧杯和盐桥装置可采用烧杯和盐桥2.2.注明原电池的正极和负极注明原电池的正极和负极3.3.注明外电路中电子的流向注明外电路中电子的流向4.4.写出两个电极上的电极反应写出两个电极上的电极反应某原电池的总反应的离子方程式为：某原电池的总反应的离子方程式为： 2Fe2Fe3+3+Fe = 3F

19、e+Fe = 3Fe2+2+，不能实现该反应的原电池组成是（不能实现该反应的原电池组成是（ ）A A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeClFeCl3 3溶液溶液B B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NOFe(NO3 3) )3 3溶液溶液C C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液溶液D D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为、正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液溶液CDCD【思考与训练思考与训练】锂锂( (离子离子) )电池电池正极正极: LiCoO2负极负极:金属锂金属锂(嵌入石墨内嵌入石墨内)电解质电解质:能传导锂离子的固体电能传导锂离子的固体电解质解质