人教版高二化学选修四第四章第一节原电池
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两极一液成回路,氧化还原是中心
【交流 ·研讨一】如何改进原电池装置?
让锌片与稀硫酸不直接接触
A
A
Zn
Cu
Zn
Cu
改进
稀硫酸
? ZnSO4溶液 H2SO4溶液
盐桥:在U型管中装满用饱和
KCl溶液和琼脂作成的冻胶。
实验探索 1.工作原理
实验现象:
有盐桥存在时电流计指针 发生偏转,即有电流通过 电路。取出盐桥,电流计 指针即回到零点,说明没 有电流通过。
阳离百度文库 电解质
溶液
阴离子
阳离子
还原反应
2H++2e- =H2↑ 内电路
电极
反应
电极
反应
总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
(离子方程式)
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (化学方程式)
判断下列装置哪些属于原电池
(1)
(2)
(3)
(4)
Zn Zn 石墨 石墨 Zn 石墨 Zn Cu
H2SO4 (5)
Zn Cu
H2SO4
H2SO4
(6) Zn Cu
(7) Zn
H2SO4 Cu
CuSO4
C2H5OH
ZnSO4 CuSO4
组成原电池的条件
1.内部条件:能自发进行氧化还原反应 2.外部条件:
(1)有两种活泼性不同的金属(或一种是 非金属单质或金属氧化物)作电极。 (2)电极材料均插入电解质溶液中。 (3)两极相连形成闭合电路。
5.解释某些化学现象
1.把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中,用 导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时,a为负极;
a >b
c、d相连时,电流由d到c;
c>d
a、c相连时,c极产生大量气泡, a > c
b、d相连时,溶液中的阳离子向b极移动。
d>b
则四种金属的活泼性顺序为:a>c > d > b 。
分析:改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流? 盐桥在此的作用是什么?
得出结论 2.盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触 改进后的原电池装置提高了能量转换率
⑵可使连接的两溶液保持电中性
从而持续稳定的产生电流。
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
练习:
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个 原电池,画出示意图,写出电极反应。
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
阴离子-向 负 极移动(负极带正电荷) 阳离子-向 正 极移动(正极带负电荷)
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
A ①② B.②③ C.②④ D.③④
二、原电池正负极判断--原电池原理的应用
1.由组成原电池的电极材料判断 一般 负极- 活泼性强 的金属
正极- 活泼性弱 的金属 或 非金属 导体,以及某些金属氧化物
可以理解成: 负极 与电解质溶液反应
练习:Mg-Al-H2SO4中 Al 是正极, Mg 是负极
5.根据电极现象来判断 负极-- 牺牲、溶解 ; 正极-- 增重、气泡 ;
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
Mg-Al-NaOH中 Mg 是正极
Al 是负极
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断
电子--由 负极 流出,流入正极 ; 电流--由 正极 流出,流入负极 。
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断
负极-- 失 电子,发生 氧化 反应 正极-- 得 电子,发生 还原 反应
A
Zn -
负
总反应式:
Cu
正
Zn+2H+=
现象:
Zn2++H2↑
Zn2+ H+ H+
锌棒溶解,铜棒上 有气泡
稀硫酸
原电池工作原理
负极
e-
正极
A
Zn-
Cu
Zn2+
负极
H+ H+ SO42-
阳离子
阴离子
正极
原电池原理
外电路 失e,沿导线传递,有电流产生
氧化反应 Zn-2e- =Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
半电池
氧化剂和还原产物为正极的
半电池
根据电极反应确定合适的电极材料
和电解质溶液
外电路用导线连通,可以接用电器 内电路是将电极浸入电解质溶液中,
并通过盐桥沟通内电路
三、原电池考点小结
1、原电池原理的应用: 练1:根据原电池的原理,能否设计Fe3+的氧
化性比Cu2+强?写出总反应, 画出装置图并 注明正负极反应.
总反应:2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
负极
Cu-2e- = Cu2+
正极
2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
三、原电池的主要应用:
1.利用原电池原理设计新型化学电池;
2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应 制取氢气;
3.进行金属活动性强弱比较; 4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极 而受到保护。如在铁器表面镀锌。
第四章 电化学基础
原电池
电化学:研究化学能与电能之间相互转
换的装置、过程和效率的科学。
按过
{ 电 程
化及 学装
1. 产生电流的化学反应及装置 (如:原电池等)
反 置 2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池)
应分
负极 Zn-2e- = Zn2+ 氧化反应
正极 2H++2e-=H2↑ 还原反应
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 Cu ;电解质溶液Y是 AgNO3溶液 ;
(2)银电极为电池的 正极,发生的电极反应为 2Ag++ 2e- = ;2Ag X电极上发生的电极反应为 Cu- 2e- = Cu2+ ;
(3)外电路中的电子是从 Cu 电极流向 Ag 电极。
设计盐桥原电池的思路:
Zn+2Ag+=Zn2++2Ag 还原剂和氧化产物为负极的
1.(08广东卷)用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3 溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一
个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(C )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag++e- =Ag ③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池 反应相同
Fe Fe Cu Cu 负极:Fe – 2e- =Fe2+
CuSO4
FeSO4 CuSO4
正极:Cu2+ +2e- =Cu
三、原电池考点小结
1、原电池原理的应用:
练3.(07海南)依据氧化还原反应: 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s) 设计的原电池如图所示。
【交流 ·研讨一】如何改进原电池装置?
让锌片与稀硫酸不直接接触
A
A
Zn
Cu
Zn
Cu
改进
稀硫酸
? ZnSO4溶液 H2SO4溶液
盐桥:在U型管中装满用饱和
KCl溶液和琼脂作成的冻胶。
实验探索 1.工作原理
实验现象:
有盐桥存在时电流计指针 发生偏转,即有电流通过 电路。取出盐桥,电流计 指针即回到零点,说明没 有电流通过。
阳离百度文库 电解质
溶液
阴离子
阳离子
还原反应
2H++2e- =H2↑ 内电路
电极
反应
电极
反应
总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
(离子方程式)
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (化学方程式)
判断下列装置哪些属于原电池
(1)
(2)
(3)
(4)
Zn Zn 石墨 石墨 Zn 石墨 Zn Cu
H2SO4 (5)
Zn Cu
H2SO4
H2SO4
(6) Zn Cu
(7) Zn
H2SO4 Cu
CuSO4
C2H5OH
ZnSO4 CuSO4
组成原电池的条件
1.内部条件:能自发进行氧化还原反应 2.外部条件:
(1)有两种活泼性不同的金属(或一种是 非金属单质或金属氧化物)作电极。 (2)电极材料均插入电解质溶液中。 (3)两极相连形成闭合电路。
5.解释某些化学现象
1.把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中,用 导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时,a为负极;
a >b
c、d相连时,电流由d到c;
c>d
a、c相连时,c极产生大量气泡, a > c
b、d相连时,溶液中的阳离子向b极移动。
d>b
则四种金属的活泼性顺序为:a>c > d > b 。
分析:改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流? 盐桥在此的作用是什么?
得出结论 2.盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触 改进后的原电池装置提高了能量转换率
⑵可使连接的两溶液保持电中性
从而持续稳定的产生电流。
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
练习:
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个 原电池,画出示意图,写出电极反应。
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
阴离子-向 负 极移动(负极带正电荷) 阳离子-向 正 极移动(正极带负电荷)
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
A ①② B.②③ C.②④ D.③④
二、原电池正负极判断--原电池原理的应用
1.由组成原电池的电极材料判断 一般 负极- 活泼性强 的金属
正极- 活泼性弱 的金属 或 非金属 导体,以及某些金属氧化物
可以理解成: 负极 与电解质溶液反应
练习:Mg-Al-H2SO4中 Al 是正极, Mg 是负极
5.根据电极现象来判断 负极-- 牺牲、溶解 ; 正极-- 增重、气泡 ;
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
Mg-Al-NaOH中 Mg 是正极
Al 是负极
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断
电子--由 负极 流出,流入正极 ; 电流--由 正极 流出,流入负极 。
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子(电流)流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断
负极-- 失 电子,发生 氧化 反应 正极-- 得 电子,发生 还原 反应
A
Zn -
负
总反应式:
Cu
正
Zn+2H+=
现象:
Zn2++H2↑
Zn2+ H+ H+
锌棒溶解,铜棒上 有气泡
稀硫酸
原电池工作原理
负极
e-
正极
A
Zn-
Cu
Zn2+
负极
H+ H+ SO42-
阳离子
阴离子
正极
原电池原理
外电路 失e,沿导线传递,有电流产生
氧化反应 Zn-2e- =Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
半电池
氧化剂和还原产物为正极的
半电池
根据电极反应确定合适的电极材料
和电解质溶液
外电路用导线连通,可以接用电器 内电路是将电极浸入电解质溶液中,
并通过盐桥沟通内电路
三、原电池考点小结
1、原电池原理的应用: 练1:根据原电池的原理,能否设计Fe3+的氧
化性比Cu2+强?写出总反应, 画出装置图并 注明正负极反应.
总反应:2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
负极
Cu-2e- = Cu2+
正极
2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
三、原电池的主要应用:
1.利用原电池原理设计新型化学电池;
2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应 制取氢气;
3.进行金属活动性强弱比较; 4.电化学保护法,即将金属作为原电池的正极 而受到保护。如在铁器表面镀锌。
第四章 电化学基础
原电池
电化学:研究化学能与电能之间相互转
换的装置、过程和效率的科学。
按过
{ 电 程
化及 学装
1. 产生电流的化学反应及装置 (如:原电池等)
反 置 2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池)
应分
负极 Zn-2e- = Zn2+ 氧化反应
正极 2H++2e-=H2↑ 还原反应
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 Cu ;电解质溶液Y是 AgNO3溶液 ;
(2)银电极为电池的 正极,发生的电极反应为 2Ag++ 2e- = ;2Ag X电极上发生的电极反应为 Cu- 2e- = Cu2+ ;
(3)外电路中的电子是从 Cu 电极流向 Ag 电极。
设计盐桥原电池的思路:
Zn+2Ag+=Zn2++2Ag 还原剂和氧化产物为负极的
1.(08广东卷)用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3 溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一
个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(C )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag++e- =Ag ③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池 反应相同
Fe Fe Cu Cu 负极:Fe – 2e- =Fe2+
CuSO4
FeSO4 CuSO4
正极:Cu2+ +2e- =Cu
三、原电池考点小结
1、原电池原理的应用:
练3.(07海南)依据氧化还原反应: 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s) 设计的原电池如图所示。