高中化学人教版选修四（课件）第四章 电化学基础 第1节.ppt

1、知知 识识 点点 一一 知知 识识 点点 二二 学学 业业 分分 层层 测测 评评 第一节第一节 原电池原电池 1.了解原电池的工作原理和构成原电池的条件。重点 2.能正确书写电极反应式和电池反应方程式。重难点 3.能设计简单的原电池。 原原 电电 池池 的的 工工 作作 原原 理理 基础 初探 教材整理 1原电池：利用 反应原理将 能转化为电能的装置。 2原电池构成条件 氧化还原 化学 3原电池工作原理(以锌铜原电池为例) 装置 现象 锌片 ，铜片上有 ，电 流表发生 逐渐溶解 红色物质析出 偏转 电极 名称 Zn 电极负极 Cu 电极正极 得失 电子 失电子 得电子 电子 流向 流出 流入

2、 反应 类型 反应 反应 电极反 应式 Zn2e Zn2 Cu2 2e Cu 总反 应式 ZnCu2 Zn2 Cu 氧化 还原 1原电池的两个电极必须都是金属吗？原电池中盐桥的作用是什么？ 【提示】 原电池中的电极不一定必须都是金属材料，可用石墨等导电的 非金属作电极。盐桥的作用是利用盐桥中离子的移动，使两个半电池中的溶液 形成闭合回路。 2Cu、Ag 与稀硫酸能否设计成原电池？ 【提示】 不能。Cu、Ag 与稀硫酸不能自发地发生氧化还原反应。 合作 探究 原电池构成的条件 探究背景 某化学研究性学习小组，安装下列实验装置探究原电池构成的 条件。 探究问题 1有电流产生的装置是哪组？ 【提示】

3、 2对于不产生电流的装置，解释原因。 【提示】 装置：电极材料相同；装置：无电解质溶液；装置：无 自发的氧化还原反应；装置：没形成闭合回路。 3构成原电池的条件有哪些？ 【提示】 活泼性不同的两个电极；电极插入电解质溶液中；形成 闭合回路；有自发的氧化还原反应发生。 核心 突破 1原电池的工作原理 2原电池正负极的判断 【温馨提醒】 根据电极材料的活泼性来判断正负极，要注意电解质溶液对原电池正负极 的影响。例如，Mg、Al、NaOH 溶液构成的原电池，Al 为负极；Fe(或 Al)、 Cu、浓 HNO3构成的原电池，Cu 为负极。 题组 冲关 题组 1 原电池的构成 1下列反应不可用于设计成原

4、电池的是( ) ACaCO32HClCaCl2CO2H2O B2CH3OH3O22CO24H2O CZn2HClZnCl2H2 D4Al3O26H2O4Al(OH)3 【解析】 A 项不是氧化还原反应，不能设计成原电池。 【答案】 A 2对于原电池的电极名称，叙述错误的是( ) A发生氧化反应的一极为负极 B正极为电子流入的一极 C比较不活泼的金属为负极 D电流流出的一极为正极 【解析】 原电池中相对活泼的金属为负极，发生氧化反应；相对不活泼 的金属(或非金属导体)为正极，发生还原反应。 【答案】 C 3.(1)下列装置属于原电池的是_。 (2)在选出的原电池中，_是负极，发生_反应，_是正

5、极，该极的现象是_。 (3)此原电池反应的化学方程式为 _ _。 【解析】 (1)构成原电池的条件：两个活泼性不同的电极；电解质溶液； 形成闭合回路；自发进行的氧化还原反应。根据此条件知，属于原电池。 (2)(3)在中，Fe 为负极，发生氧化反应，Cu 为正极，发生还原反应，Cu 表面有气泡冒出，反应实质为 FeH2SO4FeSO4H2。 【答案】 (1) (2)Fe 氧化 Cu Cu 表面有气泡产生 (3)FeH2SO4FeSO4H2 题组 2 原电池工作原理 4(2015 天津高考)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳 离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( ) A铜电极上发

6、生氧化反应 B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2 4 )减小 C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 【解析】 ACu 作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程 中，SO2 4 不参加电极反应，故甲池的 c(SO2 4 )基本不变，错误；C.电池工作时， 甲池反应为 Zn2e Zn2 ，乙池反应为 Cu22e Cu，甲池中 Zn2 会 通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙 池中每有 64 g Cu 析出， 则进入乙池的 Zn2 为 65 g， 溶液总质量略有增加， 正确； D.由题干

7、信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。 【答案】 C 5如图所示，将锌、铜通过导线相连，置于稀硫酸中。 (1)锌片上的现象是_， 电极反应为 _。 (2)铜片上的现象是_， 电极反应为 _。 (3) 电 流由 _ 经 导线 流 向 _，说 明 _为正极，_为负极。 (4)若反应过程中有 0.2 mol 电子发生转移， 则生成的氢气在标准状况下的体 积为_。 (5)若将电解质溶液换成硫酸铜溶液，能否形成原电池？_(填“能” 或“不能”)若能，请写出电极反应式 _ _； 若不能，请说明理由 _ _。 【答案】 (1)锌片溶解变薄 Zn2e Zn2 (2)有气泡冒出 2H 2e H2 (3)铜

8、 锌 铜 锌 (4)2.24 L (5)能 负极：Zn2e Zn2 正极：Cu2 2e Cu 原原 电电 池池 原原 理理 的的 应应 用用 基础 初探 教材整理 原电池的设计 理论上， 能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池。 实际设计时应注意 以下几方面。 (1)外电路 负极( 的物质) e 导线 正极(较稳定的金属或能导电的非金 属)。 还原性较强 (2)内电路 将两极浸入 溶液中，使阴、阳离子作 。 (3)闭合电路 电解质 定向移动 根据原电池原理怎样比较 Fe、Cu 两种金属的活动性强弱？ 【提示】 将铁片和铜片用导线连接浸入稀硫酸中，铁片溶解，铜片表面 有气泡产生，说明铁比铜活泼

9、。 合作 探究 探究背景 根据电极材料 Fe、Cu、石墨，电解质溶液 CuCl2溶液、FeCl3 溶液、NaOH 溶液选择合适的材料和溶液，运用原电池原理设计实验装置，验证 Cu2 、Fe3的氧化性的强弱。 探究问题 1如何证明氧化性：Fe3 Cu2？ 【提示】 利用反应：2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2，氧化性：氧化剂 (Fe3 )，氧化产物(Cu2)。 2请画出相关的原电池装置图(含盐桥)。 【提示】 3该原电池正极反应类型是什么？负极反应类型是什么？ 【提示】 还原反应，氧化反应 4正极区域、负极区域有何现象？ 【提示】 负极：Cu 棒不断溶解；正极：溶液由黄色变为浅绿色。 5写出电极反

10、应式以及电池反应方程式。 【提示】 负极：Cu2e Cu2 正极：2Fe3 2e 2Fe2 总反应：2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 核心 突破 原电池原理的应用 1加快氧化还原反应的速率 例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量 CuSO4溶液能使产生 H2的速率加快。 2比较金属活动性强弱 3用于金属的防护 如要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极， 铁闸作正极。 4设计化学电池 (1)根据氧化还原反应方程式写出电极反应式； (2)确定两电极材料：活泼电极作负极，不活泼电极作正极； (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。 题组 冲关 题组

11、1 利用原电池判断金属的活动性 1 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相 连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有 气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小 的顺序是( ) A B C D 【解析】 利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中，电流从 正极流向负极，则作原电池的负极，作正极，故活动性；活动性相对 较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性；有气泡产生的电极发生的 反应为 2H 2e H2，为原电池的正极，故活动性；质量减少的电 极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故活动性，由此可得金属 活动性：。 【答案】 B 2根据下图，

12、可判断出下列离子方程式中错误的是( ) A2Ag(s)Cd2 (aq) 2Ag (aq)Cd(s) BCo2 (aq)Cd(s) Co(s)Cd2 (aq) C2Ag (aq)Cd(s) 2Ag(s)Cd2 (aq) D2Ag (aq)Co(s) 2Ag(s)Co2 (aq) 【解析】 根据题图中“”或“”，可确定正极和负极，且金属作电 极， 故负极金属活动性强于正极金属， 结合原电池装置可判断金属活泼性； CdCo 和 CoAg，即 CdCoAg。由于金属性 Cd 强于 Ag，则 A 项反应不可能发生； 根据金属活动性，可知后三个离子反应均能自发进行。 【答案】 A 题组 2 利用原电池反应

13、加快反应速率 3锌与 100 mL 1 mol/L 盐酸反应的实验中，若设想向溶液中加入少量的 醋酸钠，溴化铜，醋酸铜(均为可溶性)，并测定生成 H2的速率(mL/min)，预 计三种方案的速率大小是( ) A B C D 【解析】 醋酸钠与盐酸反应减小了氢离子浓度，反应速率减慢；溴化铜 与锌反应置换出铜，形成铜锌原电池，加快了反应速率；醋酸铜既有减小反应 速率的因素又有加快反应速率的因素，不好判断以哪个因素为主。由的速率 最大可确定答案为 C。 【答案】 C 【解析】 Zn 与稀盐酸发生反应：Zn2HClZnCl2H2，若加入物 质使反应速率降低，则 c(H )减小。但是不影响产生氢气的物质

14、的量，说明最终 电离产生的 n(H )不变。A.K 2SO4是强酸强碱盐，不发生水解，溶液显中性，溶 液中的水对盐酸起稀释作用，使 c(H )减小，但没有消耗 H，因此 n(H)不变， 符合题意，正确。B.CH3COONa 与 HCl 发生反应： CH3COONaHClCH3COOHNaCl，使溶液中 c(H )减小，反应速率 降低， 当反应进行到一定程度， 会发生反应： 2CH3COOHZn (CH3COO)2Zn H2，因此最终不会影响生成氢气的物质的量，正确；C.加入 CuSO4溶液会 与 Zn 发生置换反应：CuSO4ZnCuZnSO4，产生的 Cu 与 Zn 和盐酸构成 原电池，会加

15、快反应速率，与题意不符合，错误；D.若加入 Na2CO3溶液，会与 盐酸发生反应：Na2CO32HCl2NaClH2OCO2，使溶液中的 c(H )减 小，但由于逸出了 CO2气体，因此使 n(H )也减小，产生氢气的物质的量减小， 不符合题意，错误。 【答案】 AB 5一个原电池反应的离子方程式是 ZnCu2 Zn2 Cu，该原电池的 正确组成是( ) 【导学号：29910052】 A B C D 正极 Zn Cu Cu Zn 负极 Cu Zn Zn Cu 电解质溶液 CuCl2溶液 H2SO4溶液 CuSO4溶液 CuCl2溶液 【解析】 活泼金属为负极，且能与电解质溶液自发地发生氧化还原反应。 【答案】 C 学业分层测评（二十）学业分层测评（二十） 点击图标进入点击图标进入