人教版化学选修四原电池
化学选修4:第四章第一节《原电池》原创课件
上述装置中能形成原电池的是 B , 该原电池工作时,负极发生 氧化反应 , - ==Cu2+ Cu – 2e 电极反应式为 ; 正极发生 还原反应 , + + 2e- ==2Ag 2Ag 电极反应式为 ;
电池总反应式为
Cu + 2Ag+ ==Cu2+ + 2Ag 。
3、原电池的工作原理
4、电极方程式
练习:
画出“Zn – Cu - H2SO4”原电池 和“Fe – C - AgNO3”原电池 的装置图,
并标出正负极、电子移动方向,书写其电 极方程式和总方程式。
思考:
提出问题: 左图是原电池,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。
这是什么原因造成的呢?
2+
铜 半 电 池
(氧化反应)
正极(铜片): Cu2+ + 2e - = Cu (还原反应)
电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 电池符号: Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu
负极
盐桥
正极
三、原电池的应用
思考讨论:
利用此氧化还原反应来设计原电池, 写出电极反应式。并画出装置图
3、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸 中,用导线两两相连组成原电池。若a、b 相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d 到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡, b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四 种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( ) A. a > b > c > d B. a > c > d > b C.c > a > b .> d D.b > d > c > a
高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿
高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿一、引言本课我们将学习原电池的相关知识。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。
二、原电池的构成和工作原理原电池由两个半电池和电解质组成。
半电池分为阳极和阴极,电解质则负责传递离子。
当阳极和阴极通过电解质相连时,化学反应会导致电子在电路中流动,产生电流。
三、原电池的种类1. 干电池干电池是一种常见的原电池,它使用固态或半固态的电解质。
干电池具有体积小、重量轻、使用方便等特点,广泛应用于电子设备、玩具等领域。
2. 燃料电池燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置。
它使用可燃性物质(如氢气、甲醇等)作为燃料,通过与氧气发生反应产生电能。
燃料电池具有高能量转化效率、环保等优点,在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
四、原电池的应用1. 电子设备原电池广泛应用于各种电子设备,如手持式电子产品、遥控器、闹钟等。
干电池由于便携性好且寿命较长,成为这些设备的常用电源。
2. 交通工具燃料电池作为一种新型的清洁能源装置,被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。
燃料电池车辆具有零排放、低噪音等特点,有望成为未来交通工具的主流。
五、总结原电池作为一种将化学能转化为电能的装置,在我们的生活和工业生产中扮演着重要角色。
通过学习本课,我们了解了原电池的构成和工作原理,以及干电池和燃料电池的种类和应用领域。
希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中,进一步加深对原电池的理解。
谢谢!。
高中化学 第四章 第一节 原电池教案 新人教版选修4
第四章 电化学基础第一节 原电池一、原电池实验探究【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H +)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
(2)实质:将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。
即将化学能转化成电能的形式释放。
(3)原理:(负氧正还)整个放电过程是:锌上的电子通过导线流向用电器,从铜流回原电池,形成电流,同时氢离子在正极上得到电子放出氢气,这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。
讲:我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反,所以电流的方向是从铜到锌,在电学上我们知道电流是从正极流向负极的,所以,锌铜原电池中,正负极分别是什么? 讲:我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。
一般先写负极,所以可表示为:负极(Zn ):Zn -2e =Zn 2+ (氧化)正极(Cu ):2H ++2e =H 2↑(还原)注意:电极方程式要①注明正负极和电极材料 ②满足所有守衡总反应是:Zn+2H +=Zn 2++H 2↑原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。
二、原电池的构成条件1、活泼性不同的两电极2、电解质溶液3、形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液4、自发的氧化还原反应(本质条件)思考:锌铜原电池的正负极可换成哪些物质?保证锌铜原电池原理不变,正负极可换成哪些物质?( C 、Fe 、 Sn 、 Pb 、 Ag 、 Pt 、 Au 等)判断是否构成原电池,写出原电池原理。
(1)镁铝/硫酸;铝碳/氢氧化钠;锌碳/硝酸银;铁铜在硫酸中短路;锌铜/水;锌铁/乙醇;硅碳/氢氧化钠(2)[锌铜/硫酸(无导线);碳碳/氢氧化钠] 若一个碳棒产生气体11.2升,另一个产生气体5.6升,判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克?设原硫酸的浓度是1mol/L,体积为3L,求此时氢离子浓度。
人教版高中化学选修四专题八电化学(原电池和电解池)
Cu ZnH 2SO 4高中化学学习材料金戈铁骑整理制作专题八 电化学(原电池和电解池)考纲解读:1、 掌握原电池原理2、 了解化学电源、化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防护腐蚀的方法3、 掌握电解的原理4、 了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业、铝的冶炼等反应原理。
考点精讲:(一)原电池考点一:原电池工作原理例1:如右图:写出电极反应:正极: 负极: 总方程式为: 。
电子的流向:电流的流向: 在电解质溶液中H +运动到: 极。
实现的能量转化: 。
上述原电池工作一段时间后,硫酸溶液的pH 怎样变化: 。
例2:关于如图所示装置的叙述,正确的是( )A 、铜是阳极,铜片上有气泡产生B 、铜片质量逐渐减少C 、电流从锌片经导线流向铜片D 、氢离子在铜片表面被还原思考:什么样的反应可以设计成原电池?原电池正、负极的现象?考点二、燃料电池: 例3:( 2004,天津理综)下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是( )A .a 电极是负极B .b 电极的电极反应为: 4OH --4e -= O 2↑+2H 2OC .氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D .氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置例4:(1)氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。
氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能,而不经过热能中间形式,且电极反应产生的水,经过冷凝后又可作为宇航员的饮用水,发生的反应为:2H 2+O 2====2H 2O,(1)则负极通的是,正极通的是,正、负极两极电极反应式分别:,。
(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质,则电极反应式,。
考点三:金属腐蚀例5:下列五个烧杯中均有天然水,铁被腐蚀由快到慢的顺序是思考:金属腐蚀的快慢的判断方法一般判断原则?电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀同种金属腐蚀:强电解质>弱电解质>非电解质强化训练:1、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是()A.锌片是正极,铜片上有气泡产生 C 电流方向是从锌片流向铜片B:溶液中H2SO4的物质的量减少 D 电解液的pH保持不变2、下列关于原电池的叙述中,正确的是()A:原电池中,正极就是阳极,负极就是阴极B:形成原电池时,在负极上发生氧化反应C:原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动D:电子从负极流向正极3、下列关于原电池的叙述正确的是()A:构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B:原电池是化学能转变为电能的装置C:在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原D:原电池放电时,电流的方向是从负极到正极4、下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是()A:常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中B:常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中C:与氯气反应时,铝失去3个电子,而铜失去2个电子D:常温下,铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化5、我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流。
人教版高中化学选修四原电池与电解池
原电池与电解池(1)原电池与电解池的区别原电池与电解池的区别原电池电解池本质化学能转化为电能电能转化为化学能装置判断无外加电源有外加电源电极判断负极:还原性较强的极或电子流出的极正极:还原性较弱的极或电子流入的极阳极:与直流电源正极相连的极阴极:与直流电源负极相连的极电极上的反应(1)负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应(2)正极:溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子(1)阳极发生氧化反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应(2)阴极本身不反应,溶液中的阳离子得到电子发生还原反应电子流向负极→外电路→正极电源负极→由导线→阴极→由溶液→阳极→电源正极电流方向正极→外电路→负极应用铅蓄电池电镀、精炼、冶金(2)可逆原电池的充电过程。
可逆原电池的充电过程就是电解。
(3)电极名称。
不管是原电池还是电解池,只要发生氧化反应的电极就是阳极,只要发生还原反应的就是阴极。
①原电池。
A.根据组成原电池两极的材料来判断电极。
两极材料为活泼性不同的金属时,则活泼性相对较强的一极为负极,另一极为正极。
由一种金属和另一种非金属(除氢外)作电极时,金属为负极,非金属为正极。
B.根据原电池内两极上发生的反应类型或现象来判定电极。
原电池的负极一般为金属,并且负极总是发生氧化反应:,故负极表现为渐渐溶解,质量减小。
由此可判定,凡在原电池工作过程中发生氧化反应或质量减少的一极为负极;凡发生还原反应或有物质析出的一极为正极。
注意:原电池的电极有两套称谓:负极又可称为阳极,正极又可称为阴极(不要把负极称为阴极;正极称为阳极)。
其中正负极一套称谓是对外电路而言,在物理中常用,阴阳极一套称谓是对内电路而言。
原电池也是作为电源向用电器提供电能的,所以一般都用外电路的电极名称,称为正负极而不称为阴阳极。
②电解池。
A.电解池是在外电源作用下工作的装置。
电解池中与电源负极相连的一极为阴极,阳离子在该极接受电子被还原;与电源正极相连的一极为阳极,阴离子或电极本身(对电镀而言)在该极失去电子被氧化。
人教版高二化学选修4教学课件:第四章4.1 原电池(共12张PPT)
例:写出下列装置的电极反应式
二、设计原电池
设计思路
1. 写出电极反应式 将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原
反应两个半反应。 2. 确定电极材料
以两极反应原理为依据,确定电极材料。 如,发生氧化反应的物质为金属单质,可用该 金属直接作负极;用较不活泼的金属(或能导电的惰 性材料)作正极。 3. 确定电解质溶液 一般选用总反应式中的电解质溶液;若有盐桥 ,阳离子与电极相对应,电极不与电解质溶液反应
2. 工作原理
电极反Байду номын сангаас式的书写
(1)遵循离子方程式书写规则。 注意:生成难溶物沉积在电极上,不标“↓”。
(2)方法步骤 标变价→列物质→注得失→配守恒
负极:氧化反应,还原剂 − ne- ══ 氧化产物 正极:还原反应,氧化剂 + ne- ══ 还原产物 电池反应 = 负极反应式 + 正极反应式
注意:同时书写正负极反应式,以得失电子数 相等配平;书写单个电极反应式,化为最简整数比 。
第四章 电化学基础
第一节 原电池
一、原电池
−
+
1. 装置
盐桥:装有含琼胶的KCl饱和溶液 盐桥的作用: ① 构成闭合回路。 ② 平衡电荷。盐桥中的阴、阳离子定向迁移(溶液中的离子不能通过盐桥),使电
解质溶液保持电中性,反应持续进行,能长时间稳定放电。 ③ 避免电极与电解质溶液直接反应,最大程度地将化学能转化为电能。
达标练习
教材 P73 习题
课后作业
学法 P105-106
这一 样个 的人 人所 才受 有的 学教 问育 。超
过 了 自 己 的 智 力 ,
You made my day!
我们,还在路上……
高中化学 人教版选修4 课件:第四章 第一节 原 电 池(36张PPT)
要点二 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: 提供 (1) 用 还原性较强 ________ 的物质作为负极,向外电路 ________ 得到 电子;用 氧化性较强 ________ 的物质作为正极,从外电路 ________ 电子。
阴阳离子的定向移动 (2) 将两极浸在电解质溶液 ________ 中,通过 __________________ 形成内电路。 导线 流向正极,再通过 (3) 放电时负极上的电子通过 ________ 溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路,其中阳离子移 向________ 正 正 极,阴离子移向________ 负 极。
负极——电子流出极,电流流入极或阴离子定向移向极
正极——电子流入极,电流流出极或阳离子定向移向极
栏 目 链 接
3.根据两极发生的变化判断
负极——失去电子,化合价升高,发生氧化反现象判断
负极——会逐渐溶解,质量减小
正极——有气泡逸出或质量增加
栏 目 链 接
三、原电池正负极的判断方法
负极:活泼性__强__的金属,发生__氧化__反应。
正极:活泼性__弱__的金属或导体,发生__还原__反应。 原电池正负极判断: 1.根据电极材料判断 负极——活泼性较强的金属
栏 目 链 接
正极——活泼性较弱的金属或能导电的非金属
注意:活泼金属不一定做负极,如Mg、Al在NaOH溶液中, Al做负极。 2.根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子 的定向移动方向判断
栏 目 链 接
(1) 将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应,
(2)确定电极材料。
如发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接作负
《原电池》第一课时人教版高中化学选修四教学文稿
《原电池》第一课时人教版高中化学选修四教学文稿原电池第一课时人教版高中化学选修四教学文稿引言本文稿主要介绍高中化学选修四教材中的第一课时内容,即原电池的基本概念和原理。
一、原电池的概念原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
它由两种不同金属电极和它们之间的电解质溶液组成。
二、原电池的构成要素1. 金属电极:原电池中常使用锌和铜作为金属电极。
2. 电解质溶液:原电池中常使用硫酸锌溶液和硫酸铜溶液作为电解质溶液。
3. 电池外部连接导线和负载:原电池通过导线将两个金属电极连接起来,并通过外部负载释放电能。
三、原电池的工作原理1. 金属电极反应:在锌电极上,锌离子被氧化为锌离子,释放出电子。
在铜电极上,铜离子被还原为铜原子,吸收电子。
2. 电解质溶液中的离子传递:在电解质溶液中,锌离子从锌电极释放出来,进入溶液中。
铜离子从溶液中移动到铜电极上。
3. 外部负载中的电子传导:通过外部导线,电子从锌电极流向铜电极。
四、原电池的电路图符号原电池的电路图符号一般用两条平行的直线表示两个金属电极,直线上方标有正号,表示阳极;直线下方标有负号,表示阴极。
五、原电池的电动势和电动势的测量原电池的电动势是指单位正电荷在电池中获得或失去的电势能。
电动势可以通过电动势计进行测量,常用单位是伏特(V)。
结论原电池是一种将化学能转化为电能的装置,由金属电极、电解质溶液和外部连接导线和负载组成。
原电池的工作原理涉及金属电极反应、电解质溶液中的离子传递和外部负载中的电子传导。
原电池的电路图符号为两条平行的直线,上方标有正号,下方标有负号。
原电池的电动势可以通过电动势计进行测量。
高中化学人教版选修四41《原电池》课堂讲稿
高中化学人教版选修四41《原电池》课
堂讲稿
导言
大家好,今天我们将学习高中化学选修四的第41课《原电池》。
原电池是一种常见的电池类型,它的工作原理和应用非常重要。
本课我们将深入了解原电池的构造、工作原理以及它在生活中
的应用。
一、原电池的构造
原电池由两个半电池组成,其中一个半电池是氧化半电池,另
一个是还原半电池。
氧化半电池中的金属棒浸泡在金属离子溶液中,而还原半电池中的金属棒则浸泡在该金属离子的酸性溶液中。
二、原电池的工作原理
原电池通过两个半电池之间的电子传递和离子传递来产生电流。
在氧化半电池中,金属棒失去电子,氧化成离子;而在还原半电池中,金属离子接受电子,还原成金属。
这种电子传递和离子传递的
过程产生了电势差,使电流从氧化半电池流向还原半电池,从而产
生了电能。
三、原电池的应用
原电池在生活中有广泛的应用。
最常见的应用就是在电子设备中使用,如手电筒、遥控器等。
原电池还可以用于供电,如给小型电子设备提供电能。
结束语
通过今天的学习,我们了解了高中化学选修四的第41课《原电池》的内容。
原电池的构造、工作原理以及应用都非常重要,我们需要掌握它们的基本知识。
希望大家通过今天的学习,对原电池有了更深入的理解。
谢谢大家!。
人教化学选修4第四章第一节 原 电 池(共21张PPT)
N a C l溶 液
Zn C u Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Cu
√E
F
M
N
CCuu2SSOO 44
酒精
N a C l溶 液
H2SO4 H2SO4
三.简单原电池的工作原理:
外电路
负极
电子沿导线传递,产生电流 正极
活泼金属
A
失去电子 Zn-
不活泼金属或石墨
Cu 溶液中阳离子
氧化反应
得到电子
Zn- 2e- = Zn2+
相同点:电极反应本质相同 不同点: 构造不同
优点: 1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应, 增加了原电池的使用寿命。
2.离子在盐桥中作定向移动,使离子移动更加有序, 电流持续稳定 ,提高了原电池的使用效率。
练习三
(高考真题)依据氧化还原反应: 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)
第四章 电化学基础
第1节 原电池
• 实验:将锌片和铜片用导线连接(导线中间 接入一个电流表),平行插入盛有稀硫酸 的烧杯中,观察现象
[实验现象]:铜片上有气泡产生,锌片不断溶解 ,电流表的指针发生偏转。 [实验结论]:导线中有电流通过
为什么会出现上面的现象?
一、原电池: 是将化学能转化为电能的装置
1、构成原电池的条件 2、探究“单液电池”,寻找 改进方法—“双液电池” 3、具有盐桥原电池的反应原 理作用
二、原电池的构成条件
1.两种不同的金属 (或一种金属与石墨或金属氧化物) 做电极
2.用导线相连(或直接接触)形成闭合回路
3.电极插入电解质溶液里
新人教版高中化学选修4-第4章第1节《原电池》课件
B.在原电池的电解质溶液中,阳离子移向的电 极是正极。
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电 极被还原。
D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极。
问题3:你可以从那些方面来判断原电池的正负极?
电极材料、离子移动方向、电子流向、 电流方向、氧化还原方面、实验现象等 等
④ 现象:Zn棒变细,Cu棒 变粗,蓝色溶液变 浅
[问题切入]
问题8:人们发现,按此方法设计的原电池,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。这是什么原因造成的呢?
A
单液原电池
H2SO4 溶液 主要原因:负极与阳离子直接接触【说明】由于右图装置中Cu2+与 Zn直接接触,Zn失电子后, Cu2+可以直接在锌片上得到电子,所 以这种原电池的效率不高,电流在短时间内就会衰减。
*根据组成原电池的两极材料判断:
一般活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
*根据原电池两极发生的变化来判断:
失电子发生氧化反应是负极, 得电子发生还原反应是正极。
*根据电子移动方向或者电流的方向来判断:
电流是由正极流向负极; 电子流动方向是由负极流向正极。
1、已知反应 Cu + 2FeCl3 = CuCl2 +2FeCl2 , 请设计原电池,写出电极反应式。
强到弱的顺序为 (a>c>d>)b
有下列材料:Zn片(2片)、Cu片(2片)、导线、 水果 (西红柿、苹果等)、电流计,请设计一个装置
使电流计指针发生偏转,并画出设计草图。
用水果和现有的实验器材试做水果电池
你知道吗? 2380块橙子能给一个手机充电
人教版化学选修四4.1原电池
【启示】氧化剂和还原剂不直接接触也能发 生反应
学以致用
请你在实验2的基础上,设计一组电池, 让贺卡(2V)稳定的工作。
学以致用
原电池设 计
请利用:Fe 2(SO4 )3+ Fe = 3Fe SO4 的反应原理,设计一个带盐桥的原电 池装置,并书写电极反应。
Cu 盐桥:实验室通常用
饱和的KCl溶液和胶冻
状的琼脂装入U型管
mA
负
极
内电路
Zn
—
氧化
SO4 2Zn2+
盐
K+
Zn2+
反应
桥 Cl-
+ SO4 2-
Cu2还+ 原 反应
外电路
正 极
Cu
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
【结论1】改进后的原电池装置电压稳定,工 作时具有较高的能量转换率
正极_______2_H__+_+__2e-=H2↑ 总反应式是____F_e_+__H_2_S_O__4_=_F_e_S__O_4_+_H__2_↑__ 如将稀硫酸改为浓硝酸则: ①Cu作_负___极, ②Fe作__正__极 电极反应式是:负极_C_u_-_2_e_-_=_C__u_2_+
正极_______2_N__O_3_-_+_4_H__+_+_2_e_-==2NO2 ↑ +2 总反应式是__C_u_+__4_H_N__O__3(_浓__)_=_C__u_(_N_O__3_)_2+__2_N__O2 ↑ +2
原电池
人教版高中化学选修四41《原电池》第一课时教案
人教版高中化学选修四41《原电池》第一课时教案教案名称:人教版高中化学选修四《原电池》第一课时教案一、教学目标1. 让学生了解原电池的概念、组成和分类。
2. 使学生掌握原电池的工作原理及其能量转化过程。
3. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 原电池的概念2. 原电池的组成和分类3. 原电池的工作原理4. 原电池的能量转化过程三、教学重点与难点1. 教学重点:原电池的概念、组成、分类和工作原理。
2. 教学难点:原电池的能量转化过程。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究原电池的相关知识。
2. 利用多媒体课件,形象直观地展示原电池的工作原理和能量转化过程。
3. 结合实例分析,让学生体会化学知识在生活中的应用。
五、教学步骤1. 引入新课1.1 展示干电池、燃料电池等日常生活中的原电池实例,引导学生关注原电池的应用。
1.2 提问:什么是原电池?原电池是如何工作的?2. 讲解原电池的概念2.1 讲解原电池的定义:原电池是一种能够将化学能直接转换为电能的装置。
2.2 强调原电池的特点:自发的氧化还原反应、两极性、闭合回路。
3. 介绍原电池的组成和分类3.1 讲解原电池的组成:负极、正极、电解质、导线。
3.2 介绍原电池的分类:酸性电池、碱性电池、中性电池、燃料电池等。
4. 讲解原电池的工作原理4.1 展示原电池工作原理的示意图,讲解负极和正极的反应过程。
4.2 强调电子转移和离子迁移在原电池工作中的重要性。
5. 分析原电池的能量转化过程5.1 讲解化学能转化为电能的过程:氧化还原反应、电子转移、离子迁移。
5.2 举例说明原电池在实际应用中的能量转化过程。
6. 巩固知识,解决问题6.1 提问:原电池的工作原理和能量转化过程有哪些实际应用?6.2 让学生结合生活实例,分析原电池的工作原理和能量转化过程。
7. 课堂小结7.1 回顾本节课所学内容,总结原电池的概念、组成、分类和工作原理。
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锌铜原电池工作原理
一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
提出问题: 上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸 的原电池,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。这是什么原因造 成的呢?有没有什么改进措施?
移完成的。取出盐桥,Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶 液,ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时,CuSO4则由 于Cu2+变为Cu,使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持 电中性,这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片,造成电流 中断由。于盐桥(如KCl)的存在,其中阴离子Cl-向ZnSO4溶 液扩散和迁移,阳离子K+则向CuSO4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,一直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几 乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀, 可用NH4NO3代替KCl作盐桥。
(可以)
(可以)
(可以)
形成条件一: 活泼性不同的两个电极
(不可以)
人教版化学选修四4.1原电池(共40张P PT)
负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属、石墨等
人教版化学选修四4.1原电池(共40张P PT)
实验探究形成原电池的条件
(可以)
(不可以)
形成条件二:电极需插进电解质溶液中
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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?
参考教材72页 第三段
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盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。
(2)平衡电荷。 在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是靠离子迁
产生裂隙),将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的 饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入 U形管,用棉花堵住管口即可。
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实验探索
实验三(书71页实验4-1) 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。
造成的主要原因:由于在铜极上很快就聚集了许多氢气 泡,把铜极跟稀硫酸逐渐隔开,这样就增加了电池的内 阻,使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。 为了避免发生这种现象,设计如下图(书P71图4-1)所示 的原电池装置,你能解释它的工作原理吗?
优点:能产生持续、 稳定的电流。
盐桥制法:1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要
A
B
C
D
Zn
Cu
Cu Fe
Cu
Zn
Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
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三、原电池的正负极的判断方法
微观判断 (根据电子流动方向)
电子流出的极 ——负极 电子流入的极 ——正极
宏观判断:
较活泼的电极材料 ——负极
①根据电极材料
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
A
V H2SO4
B
V
H2SO4
CX
H2SO4
D
X NaCl溶液
Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Cu
E
F
M
N
V
X 酒精
X X NaCl溶液
H2SO4 H2SO4
Cu
O
V H2SO4
2.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,该反应的的原电池正确组合是(C )
正极 负极
负极(锌片): Zn-2e- =Zn2+ (氧化反应) 正极(铜片): Cu2+ +2e-=Cu (还原反应)
电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
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二、实验探究形成原电池的条件 人教版化学选修四4.1原电池(共40张PPT)
1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电 池时,锌为负极,此金属是
B A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH
A.不变
B先变大后变小
C
C逐渐变大
D.逐渐变小
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实验探究形成原电池的条件
可以
(不可以)
形成条件三:必须形成闭合回路
二、组成原电池的条件
1、有两种活动性不同的金属(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。 4、内部条件:能自发进行氧化还原反应。
1.下列哪几个装置能形成原电池?
Zn
较不活泼的电极材料 ——正极
发生氧化反应的极 ——负极
②根据原电池电极发生
的反应
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极
③根据电极质量的变化
工作后
质量减少的电极 ——负极
④根据电极有气泡冒出:工作后,有气泡冒出的电极为正极
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(离子方程式)
与原电池相关的概念
外电路
1.电路:
内电路
电子流向:失电子的一极向得电子的一极 电流方向:与电子流动方向相反 阴离子流动方向与电子流动方向一致
阳离子流动方向与电流方向一致
负极:电子流出的一极
2.电极:
正极:电子流入的一极
负极: Zn-2e-= Zn2+
3.电极反应式:
正极: 2H++ 2e-= H2↑
原电池原理
失e,沿导线传递,有电流产生
外电路
氧化反应 Zn-2e=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
阳离子 电解质
溶液
阴离子
阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
电 负极:Zn-2e- =Zn2+ (氧化反应)
极 反 应
正极:Cu2++2e- =Cu (还原反应)
总反应: Zn+Cu2+=Zn2++Cu
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一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究 人教版化学选修四4.1原电池(共40张PPT) 请同学们思考:
上述原电池装置是将什么反应 的化学能转换成电能的?指出电 池的正负极,并分别写出其中负 极和正极的电极反应式以及该电 池的总反应方程式。
ZnSO4溶液 CuSO4溶液