高中化学第四章电化学基础第一节原电池原理课件新人教版选修四.ppt

1、2022-11-191第一节 原电池第四章第四章 电化学基础电化学基础2022-11-1921.本节要点本节要点构成原电池的条件？构成原电池的条件？3.原电池的工作原理？原电池的工作原理？什么是原电池？什么是原电池？4.原电池的正负极和电子流向如何判断？原电池的正负极和电子流向如何判断？2.2022-11-193将将Zn片插入片插入H2SO4溶液中有什溶液中有什么现象？为什么？么现象？为什么？将将Cu片插入片插入H2SO4溶液中有什么溶液中有什么现象？为什么？现象？为什么？复习讨论复习讨论2022-11-194若将若将Zn片片,Cu片用一导线连接再片用一导线连接再浸在浸在H2SO4溶液中，有什

2、么现象？溶液中，有什么现象？为什么？为什么？将一将一Zn片片,Cu片平行插入片平行插入H2SO4溶溶液中，有什么现象？为什么？液中，有什么现象？为什么？2022-11-195导线间接一电流计有何现象产导线间接一电流计有何现象产生？为什么？生？为什么？用一干电池连接电流计验证电用一干电池连接电流计验证电子流向，确定子流向，确定Zn片片,Cu片的正负片的正负极是怎样的？极是怎样的？2022-11-1961 化学能化学能 转化为转化为的的 装置装置就叫就叫 原电池原电池。把把电能电能什么是原电池？什么是原电池？一、原电池一、原电池2022-11-1972.构成原电池的条件是什么？构成原电池的条件是什

3、么？(1)有两个相连的电极有两个相连的电极 导体；导体；相连的形式可以多种多样的；相连的形式可以多种多样的；电极材料可以多种多样。电极材料可以多种多样。两种活泼不同的金属。两种活泼不同的金属。一种金属与一种非金属（如石墨）。一种金属与一种非金属（如石墨）。也可以两电极都是其它材料。也可以两电极都是其它材料。哪种是负极？哪种是负极？电极本身都参与反应吗？电极本身都参与反应吗？哪个是负极？哪个是负极？电极本身参与反应吗？电极本身参与反应吗？哪个是负极？哪个是负极？电极本身一定参与反应吗？电极本身一定参与反应吗？2022-11-198(3)在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。在电极表面上能发生

4、自发进行的氧化还原反应。（必定是放热反应）（必定是放热反应）正极、负极、电解质溶液构成正极、负极、电解质溶液构成闭合回路闭合回路(2)两电极都两电极都接触接触电解质溶液（酸、碱、盐）电解质溶液（酸、碱、盐）把把化学能转化为电能化学能转化为电能的的装置。装置。闭合闭合电路电路电极相连电极相连接触接触电解质溶液电解质溶液自发的氧化还原自发的氧化还原反应分两处进行反应分两处进行2.构成原电池的条件是什么？构成原电池的条件是什么？下列装置中属于原电池的是下列装置中属于原电池的是ABG2022-11-19103、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？负极负极（）：

5、电电 子子电电 流流是是不活泼金属或非金属不活泼金属或非金属，正极正极（+）：是是活泼金属活泼金属，本身本身失去电子失去电子，发生发生氧化反应氧化反应。进电子进电子，本身不反应，本身不反应，得电子得电子发生发生还原反应还原反应。是溶液中的是溶液中的阳离子阳离子要用到金属活动性顺序表：要用到金属活动性顺序表：注意：注意：K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au活泼性，还原性依次活泼性，还原性依次 减弱。减弱。2022-11-19114 4、原电池的工作原理、原电池的工作原理什么什么？2022-11-1912氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原

6、电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液失失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2H+2e-=H2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 2H+2e-=H2Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(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2022-11-1913 正负两极上进出电子总数相等，根据正负两极上进出电子总数相等，根据电子电子守恒守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。原理可进行许多有关电极反应

7、的计算。原电池反应跟直接反应差别：原电池反应跟直接反应差别：反应速率加快；一般只有一个电极直接参加反应。反应速率加快；一般只有一个电极直接参加反应。原电池的工作原理是将氧化还原反应分在原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正（氧化）、负（还原）两极进行，负极上失去正（氧化）、负（还原）两极进行，负极上失去的电子流入正极，从而产生电流。的电子流入正极，从而产生电流。明确以下几点明确以下几点 利用原电池原理利用原电池原理 可可制作各种电池制作各种电池，如干电，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池池。2022-11-1914练练习习判断下列哪些装

8、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+H22022-11-1915()()负极负极：正极正极：总反应总反应：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+FeSO42022-11-1916 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总

9、反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu2022-11-1917()()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+H22022-11-19182.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其如图所示，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悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入入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

10、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；2022-11-1919本节要点本节要点:1，原电池概念。，原电池概念。2，构成原电池的条件。，构成原电池的条件。3，原电池的正负极和电子流向判断。，原电池的正负极和电子流向判断。4，原电池的工作原理。，原电池的工作原理。小小 结结原电池电极反应的书写方法原电池电极反应的

11、书写方法 正极反应正极反应 负极反应负极反应 总反应总反应 负极金属与电解质溶液的离子反应负极金属与电解质溶液的离子反应 负极金属失电子变成阳离子的反应负极金属失电子变成阳离子的反应 总反应减去负极反应总反应减去负极反应 2022-11-19215.原电池的应用原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。制作干电池、蓄电池、高能电池等。(2)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下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；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，乙溶甲和

12、乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有解，甲上有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）练习练习1：把把A、B、C、D四块金属片用导线两四块金属片用导线两两相连，浸入稀硫酸中组成原电池。若两相连，浸入稀硫酸中组成原电池。若A、B相连相连时，时，A为负极；为负极；C、D相连时，相连时，D上产生大量气泡；上产生大量气泡；A、C相连时，电流由相连时，电流由C经导线流向经导线流向A；B、D相连相连时，电子由时，电子由D经导线流向经导线流向B，则此，则此4种金属的活

13、动种金属的活动性由强到弱的顺序为性由强到弱的顺序为 A、ABC D B、A C D B C、C A B D D、B A C DB练习练习2：X、Y、Z都是金属，把都是金属，把X浸入浸入Z的硫酸盐溶液中，的硫酸盐溶液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X与与Y组成原电池时，组成原电池时，Y为负极。为负极。X、Y、Z三种金三种金属的活动性顺序为属的活动性顺序为A、XY Z B、X Z YC、Y X Z D、Y Z XC2022-11-1924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 硫酸；硫酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/

14、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 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（D）练习练习3：等质量的两份锌粉等质量的两份锌粉a a、b b，分别加入，分别加入过量的稀过量的稀H H2 2SOSO4 4，同时向，同时向a a中加入少量的中加入少量的CuSOCuSO4 4溶液，下列图表示产生溶液，下列图表示产生H H2 2的体积（的体积（V V）与时间）与时间（t t）的关系，其中正确的是：）的关系，其中正确的是：D2022-11-1926 比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例例3：下列各情况，在其中下列各情况，在其

15、中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的的顺序是顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2022-11-1927例例4：下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后片，放置一段时间后腐蚀速率由腐蚀速率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是(4)(2)(1)(3)2022-11-1928判断溶液判断溶液pH值变化值变化(*)、例例5：在在Cu-Zn原电池中，原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度溶液的浓度为为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中若工作一段时间后，从装置中共收集到共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子升气体，则流过导线的电子为为 mol,溶液的溶液的pH值为值为_？（溶液体积变化忽略不计）（溶液体积变化忽略不计）0.2解得：解得：y 0.015(mol)x 0.015(mol)3.75 10 4(mol/L)pH-lg3.75 1044-lg3.75 答：答：0.015根据电极反应：根据电极反应：正极：正极：负极：负极：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2得：得：2 2 22.4x y 0.168解：解：0.20.1252c(H+)余余2H+2eH24-lg3.750.0152022-11-1929(6)用于金属腐蚀的防护用于金属腐蚀的防护将在第四节中详细学习。将在第四节中详细学习。