人教版高中化学选修4第四章第一节-原电池-课件整理.pptx

1、第四章第四章 电化学基础电化学基础手机又没电了！手机又没电了！环节一环节一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 “神七神七”用用太阳能电池太阳能电池活动性不同的金属活动性不同的金属（或其中一种为（或其中一种为 非金属，即作导体用）作电极。非金属，即作导体用）作电极。复习回顾复习回顾CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNuC4OS2H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？O

2、VXVVXXXVV思考与练习思考与练习CuZn 稀硫酸稀硫酸-Zn2+H+H+Zn2e-=Zn2+2H+2e-=H2总反应式总反应式:Zn+2H+=Zn2+H2正正氧化反应氧化反应还原反应还原反应现象现象：锌棒溶解，铜棒上有气泡锌棒溶解，铜棒上有气泡A原电池工作原理原电池工作原理1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。”2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。5、数学教学要“淡化形式，注重实质.6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞

3、”。2023年1月上午1时23分23.1.281:23January 28,20237、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观察是思考和识记之母。”2023年1月28日星期六1时23分38秒1:23:3828 January 20238、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。上午1时23分38秒上午1时23分1:23:3823.1.28CuZn-Zn2+H+H+负极负极正极正极阳离子阳离子阴离子阴离子正极正极负极负极SO42-原电池工作原理原电池工作原理Ae-4 4

4、、原电池反应原理、原电池反应原理 粒子流向粒子流向 电子：负极电子：负极正极正极 电流：正极电流：正极负极负极 溶液中阴离子溶液中阴离子负极负极 溶液中阳离子溶液中阳离子正极正极 电极电极反应反应 负负极：极：氧氧化反应化反应 活泼金属失电子变阳离子活泼金属失电子变阳离子 正正极：极：还还原反应原反应 溶液中离子得电子溶液中离子得电子 总反应：负极金属与电解质溶液的离子反应总反应：负极金属与电解质溶液的离子反应 探究实验一探究实验一请根据反应请根据反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计一设计一个原电池个原电池，并进行实验，并进行实验。原电池原电池104.电极反应式和总反应式的书写电极反应

5、式和总反应式的书写1.1.找出原电池的正负极找出原电池的正负极正极：正极：CuCu极极 负极：负极：ZnZn极极3.3.写出电极反应式与总反应式写出电极反应式与总反应式负极（锌片）负极（锌片）:Zn:Zn 2e2e-=Zn=Zn2+2+（氧化反应）（氧化反应）正极（铜片）正极（铜片）:Cu:Cu2+2+2e+2e-=Cu=Cu（还原反应）（还原反应）电池反应：电池反应：Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu 提出问题：提出问题：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，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因此不适合实际应用

6、。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？措施？思考：如何才能得到持续稳思考：如何才能得到持续稳定的电流？定的电流？分析：由于锌片与硫酸铜溶液直分析：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，锌片失去的电子一部分接接触，锌片失去的电子一部分经导线传递到铜片表面，另一部经导线传递到铜片表面，另一部分电子直接传递给硫酸铜溶液中分电子直接传递给硫酸铜溶液中的的Cu2+,铜在锌片表面析出，锌片铜在锌片表面析出，锌片表面也构成了原电池，进一步加表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面出的电流强度减弱。当锌片

7、表面完全被铜覆盖后，不再构成原电完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。池，也就没有电流产生。CuSO4 溶液溶液原电池原电池13硫酸锌溶液硫酸锌溶液 硫酸铜溶液硫酸铜溶液上述装置构成原电池了吗？为什么？上述装置构成原电池了吗？为什么？怎样才能构成原电池呢？怎样才能构成原电池呢？双液电池单液电池导线导线在原有实验基础上进行改进，设计成一个能在原有实验基础上进行改进，设计成一个能产生持续稳定电流的原电池。产生持续稳定电流的原电池。实验实验探究探究实验探究二：方案改进设计如下图（书设计如下图（书P71P71图图4-14-1）所示的原电池装）所示的原电池装置，结果如何呢？你能解释它的工作原

8、理吗？置，结果如何呢？你能解释它的工作原理吗？u盐桥：盐桥：在在U U型管中装满用型管中装满用饱和饱和KCl溶液和琼溶液和琼脂作成的冻胶。脂作成的冻胶。ZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液AZn Cu 盐桥盐桥 设计如下图所示的原电池装置，你能解释它的工设计如下图所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？作原理吗？盐桥中通常装有含琼胶盐桥中通常装有含琼胶的的KClKCl饱和溶液饱和溶液此装置优点：能稳此装置优点：能稳定长时间放电定长时间放电盐桥的作用：盐桥的作用：Cl-向锌向锌盐方向移动，盐方向移动，K+向铜向铜盐方向移动，使盐方向移动，使Zn盐盐和和Cu盐溶液一直盐溶液一直保持保持电中性电中

9、性，从而使电子，从而使电子不断从不断从Zn极流向极流向Cu极。极。原电池原电池18负极（锌片）：负极（锌片）：Zn 2e -=Zn 2+（氧化反应）（氧化反应）正极（铜片）：正极（铜片）：Cu2+2e -=Cu （还原反应）（还原反应）电池反应：电池反应：Zn+Cu2+=Zn 2+Cu 电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生阴离子阴离子阳离子阳离子氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池还原反应还原反应Cu2+2e-=Cu负极负极正极正极 锌铜双液锌铜双液外电路外电路内电路内电路原电池原电池19盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）使整个

10、装置）使整个装置构成通路构成通路，代替两溶液直接接触，代替两溶液直接接触。得出结论得出结论 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溶液扩溶液扩散和迁移，阳离子散和迁移，阳离子K K+则向则向CuSOCuSO4 4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的溶液扩散和迁移，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地进行，一直到电荷，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锌片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu2+2+几乎完全沉淀下来。几乎完全沉淀下来。若若电解电解质溶液与

11、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迁移完靠离子迁移完成成的。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溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶溶液因液因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Cu Cu，使得，使得 SOSO4 42-2-相对较多而带

12、负电荷。溶液不保持电中性，这相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。盐桥制法：盐桥制法：将热的琼胶溶液倒入将热的琼胶溶液倒入U形管中形管中(注意不要产生注意不要产生裂隙裂隙)，将冷却后的，将冷却后的U形管浸泡在形管浸泡在KCl或或NH4NO3的饱和溶的饱和溶液中即可。液中即可。设计盐桥原电池的思路：u还原剂和氧化产物为还原剂和氧化产物为负极负极的的半电池半电池u氧化剂和还原产物为氧化剂和还原产物为正极正极的的半电池半电池Zn+2Ag+=Zn2+2Agu根据电极反应确定合适的电极材料根据电极反应确

13、定合适的电极材料和电解质溶液和电解质溶液u外电路外电路用导线连通，可以接用电器用导线连通，可以接用电器u内电路内电路是将电极浸入电解质溶液中，是将电极浸入电解质溶液中，并通过并通过盐桥盐桥沟通内电路沟通内电路、根据氧化还原反应、根据氧化还原反应电子转移判断电子转移判断电极反应电极反应。、根据电极反应确定、根据电极反应确定合适的合适的电极材料电极材料和和电解电解质溶液质溶液原电池原电池的的设计设计:例例1、利用、利用Fe+Cu2+=Fe2+Cu，设计设计一个原电池一个原电池.CuFeCuSO4FeSO4化合价升高化合价升高 失失2e-化合价降低化合价降低 得得2e-请根据氧化还原反应请根据氧化还

14、原反应:Cu+2 Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池。设计成原电池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案?Cu Cu 2e-=Cu2+比比Cu不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨2Fe3+2e-=2Fe2+Fe2(SO4)3、FeCl3等等负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：练一练练一练若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？什么？CuCCuCl2FeCl3原电池原电池25课堂小结课堂小结1、原电池原理：、原电池原理：2、单液电池和双液电池的比较：、单液电池和双液电池的比较：正极得电子发生还原反应负极失电子发生氧化反应外电路内电路阴离子负极阳离子正极单液电池：工作效率不高，无论断开还是闭合负极都会自动反应双液电池：能量转换率高，电流稳定，断开就不会反应放电1、请同学们请同学们根据下面氧化还原反应自选用品根据下面氧化还原反应自选用品设计一个单设计一个单液、一液、一个双液的原电池装置。个双液的原电池装置。MgMg（s s）+Cu+Cu2+2+（aqaq）=Mg=Mg2+2+（aqaq）+Cu+Cu（s s）（1 1）画出此原电池的装置简图；）画出此原电池的装置简图；（2 2）写出两电极上的电极反应式。）写出两电极上的电极反应式。作业作业 谢谢谢谢2023-1-28