人教版化学高中选修4第四章第一节--原电池
人教高中化学选修四第四章第一节公开课原电池教学设计
人教高中化学选修四第四章第一节公开课原电池教学设计一、三维目的1知识与技艺:⑴经过解剖原电池使先生了解原电池组成,正确判别原电池的两极。
⑵构成原电池概念,探求构成原电池的条件,了解原电池的原理。
2进程与方法:⑴阅历原电池设计和原理探求进程,进一步了解探求的意义,学习迷信探求的基本方法,提高迷信探求的才干。
⑵能对自己探求原电池概念和构成条件的学习进程停止方案、反思、评价和调控,提高自主学习化学的才干。
3情感目的:⑴开展学习化学的兴味,乐于探求化学能转化成电能的微妙,体验迷信探求的艰辛和喜悦,感受化学世界的巧妙与谐和。
⑵经过对分组实验及对现象的剖析和讨论,培育先生的团队协作肉体。
培育先生关注自然、社会和生活现象的热情。
二、教学重、难点重点:原电池的构成条件原电池原理难点:原电池原理及电极反响式的书写三、教学进程引言:同窗们你们听说过一位叫伏打的迷信家吗?是他发明了人类历史上第一个电池——伏打电池,就连叱咤风云的拿破伦都曾三次倾听他的演讲。
这一发明惹起了物理学和化学范围的一场深入的革命,这一节就让我们沿着巨人的足迹探寻原电池的微妙吧!板书:第二节原电池大家看一个演示实验:用电流计测电池的电流〔电池的正极接电流计的正极〕请同窗们观察电源的正负极和电流指针偏转方向的关系,复杂的电路图如下图------此时教员在黑板的右上角画出电路图。
教员引导:指针偏转---电流发生---发生电能------化学能转化为电能----原电池1.概念:将化学能转变为电能的装置叫原电池。
干电池是应用原电池原理制成的最常用的电池,它的组成如何?我们从组成入手停止探求。
探求一解剖干电池〔先生活动三分钟左右,教员巡视〕解剖完后请你说出干电池的组成〔进一步提示黑色物质是二氧化锰和碳的混合物〕播放原电池的组成:碳棒〔正极〕,锌筒〔负极〕,二氧化锰,氯化铵〔稀释的电解质溶液〕。
问:电解质溶液能导电吗?非电解质呢?请依据干电池的组成并模拟迷信家的发明进程,应用桌面的仪器和药品设计组装原电池并探求构成条件。
人教版高中化学选修4选修四第四章第一节原电池PPT课件
(5)原电池原理的综合应用
例6:市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、
炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启
用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开
塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发
现有大量铁锈存在。 1)“热敷袋”是利用 铁被氧化
电子流动方向 电子流出极
电子流入极
电解质溶液中 离子迁移方向
阴离子移向的电极
阳离子移向的电极
电流方向
电流流入极
电流流出极
电极反应类型
氧化反应
还原反应
反应现象
电极溶解
电极增重或有气泡产生
【点拨】 (1)原电池正负极的判断方法:
(2)特殊的原电池的电极判断: 如本题“Al—浓硝酸—Cu”原电池中,Cu 为负极;镁片和铝片电 极用导线连接同时插入氢氧化钠溶液中,镁不与碱液反应,而铝不断 反应,失去电子,故铝作负极。 判断电极时不仅要考虑电极活性,还要考虑电解质溶液,从实际 情况出发,具体问题具体分析。
Cu2++2e- =Cu 内电路
2e-
电极反应总式: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 原电池反应本质:化学能 氧化还原反应 电能
4.电极反应式书写的一般步骤
6、原电池的设计
(1)电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反 应分别在两个烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。
如本例中可用FeCl3溶液作电解液。 ④构成闭合回路:将电极用导线连接,使之构成 闭合回路。
原电池的设计:
1.利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ,设计出
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。
高中化学 第四章《电化学基础》 新人教版选修4
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
装 置 示 意 图 现 锌片逐__渐__溶__解__,铜片上有红___色__物__质__沉__积__, 象 电流表指针发生_偏__转_____
电极 电极名称 得失电子 电子流向 反应类型
电极反应式
总反应式
Zn电极
Cu电极
负极
正极
失电子
得电子
流出
流入
氧化反应
还原反应
解析:选C。判断原电池正负极,除考虑活 泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。 对于稀硫酸来说,镁是比铝更活泼的金属; 但对于氢氧化钠溶液来说,铝是比镁更活泼 的金属,所以A池中镁是负极,B池中铝是负 极,B对;
A池中电极反应为Mg-2e-===Mg2+,A 对;B池中电子流向为Al―→Mg,C项错。 A池中正极2H++2e-===H2↑,随着反应进 行,c(H+)减少,pH增大,D对。
二、原电池的设计 1.依据 理论上,能自发进行的__氧__化__还__原__反__应____均 能设计成原电池。 2.实际设计时应注意的几个方面 (1)外电路
负极(还__原__性__较__强___的物质)―失 导―线e→- 正极(能__导__电__ 的物质) (2)内电 路 将两极浸入 _电__解__质___溶液 中,并通过 _阴__、__阳__ 离子的定向运动而 形成内电路。
原电池原理的应用
探究导引2为什么锌与稀硫酸反应时,加入少 量CuSO4,会使反应速率加快? 提示:锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4, Cu2+被锌置换出来,生成的单质Cu附着在锌 的表面,此时会发生原电池反应,锌为负极, 使反应速率加快。
要点归纳
1.加快氧化还原反应的速率 在金属与酸溶液的置换反应中,通过形成原电 池而使反应速率加快。 2.比较金属活动性的强弱
第四章第一节原电池课件高二化学人教版选修4化学反应原理
知识衔接
分析下图装置的工作原理,回答问题
雄心志四海,万里望风尘。
人不可以有傲气,但不可以无傲骨
寄言燕雀莫相唣,自有云霄万里高。
人之所以异于禽者,唯志而已矣!
鸭仔无娘也长大,几多白手也成家。 器大者声必闳,志高者意必远。
要点二、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.寻求和制造干电池和蓄电池等化学电源 3.比较金属活动性强弱 例如:有两种金属a和b,用导线连接后插入到稀硫酸中, 观察到a极溶解,b极上有气泡产生。根据电极现象判断 出a是负极,b是正极,由原电池原理可知,金属活动性 a>b。
负极
盐桥
正极
(2)电路中电子、离子移动方向
电子流向: 锌极产生→导线→铜极 负极产生→导线→正极
离子流向:
Zn A
Cu
ZnSO4 CuSO4
盐桥中阴离子→锌极;阳离子→铜极
负负移、正正移
(3)盐桥的作用:
Cl-向锌盐方向移动,K+向 铜盐方向移动,使Zn盐和Cu盐 溶液一直保持电中性,从而使 电子不断从Zn极流向Cu极。
学习目标: 1.了解原电池的工作原理及构成条件; 2.能正确判断原电池的正负极; 3.能书写原电池的电极、电池反应方程式。
知识回顾:
1.电流是怎样形成的? 电子(或离子)的定向移动形成电流。
2.什么是氧化还原反应? 有电子得失或共用电子对偏移的化学反应, 表现为化合价的变化。
一、原电池原理
1.原电池的概念和实质 (1)概念:将__化__学__能___转化为__电__能___的装置。
人教版高中化学选修4第四章第一节 原电池 课件(共34张PPT)
(∨)
总反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
或 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
2、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入CuSO4溶液, 片刻后可观察到的现象是
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定
B. 保持平衡状态
C. 铁圈向下倾斜,银圈向上倾斜
D. 银圈向下倾斜,铁圈向上倾斜 D
[探究回顾]
请根据反应:
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个单液原电池,并进行实 验。
CuSO4 溶液
电流表指针发生 偏转,但不稳定。
两个电极上都有 红色物质生成
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 递给硫酸铜溶液中的Cu2+,铜在锌片表 面析出,锌片表面也构成了原电池, 进一步加速铜在锌表面析出,致使向 外输出的电流强度减弱。当锌片表面 完全被铜覆盖后,不再构成原电池, 也就没有电流产生。
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑ 指出发生氧化反应和还原反应的物质 以及电子转移的情况 氧化反应: Zn → Zn2+
还原反应:H+ → H2
要产生电流,必须的条件是什么? 有电子的转移 氧化还原反应
2.原电池的构成条件
1.有两种活泼性不同的金属(或非金属)作电极 2.电极材料均插入电解质溶液中 3.能自发地发生氧化还原反应 4.两极相连形成闭合回路
2、 实验室氢气选用纯锌粒好还是选用粗锌好?为什么?
选用粗锌好,形成原电池可加快反应。一般先把锌用硫酸 铜溶液浸泡一下。
人教版化学选修四第四章第一节 原电池PPT(共24页)
F
√
C
D
√
G Zn C
√
稀硫酸
人教版化学选修四第四章第一节 原电池(共24张PPT)
简单原电池的设计
(1)将反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。 (2)判断正负极并写出电极反应。
Fe
石墨
人教版化学选修四第四章第一节 原电池(共24张PPT)
FeCl3溶液
负极(铁): Fe-2e-=Fe2+ 正极(石墨): 2Fe3+ + 2e-=2Fe2+
阴离子 溶液中 负极
思考: 原电池正负极判断方法?
电极材料,电极现象,电子流向,离子流向
人教版化学选修四第四章第一节 原电池(共24张PPT)
人教版化学选修四第四章第一节 原电池(共24张PPT)
二 原电池的电极判断
负极
正极
电极材料 较活泼金属 较不活泼金属或非金属
电极反应 氧化反应 还原反应
电子流向 电子流出 电子流入
选修4 《化学反应原理》
第一节 原 电 池
电能是一种清洁重要的能源,什么能可转 化为电能?
第一课时
我们的生活中离不开各种电池
干
锂
电
离 子
池
电
池
纽
蓄
扣
电
电
池
池
利用化学反应将化学能转化为电能---原电池
【实验一】将锌片、铜片插入稀硫酸,现象?
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
Zn
Cu
稀硫酸
锌片上有气泡产生,锌片渐渐溶解
人教版化学选修四第四章第一节 原电池(共24张PPT)
(完整word版)【教材分析】原电池_化学_高中
(完整word版)【教材分析】原电池_化学_高中
第四章电化学基础
第一节原电池
教材分析
本节课的教学内容“原电池”,是人教版《普通高中课程标准实验教科书化学选修4 化学反应原理》中第四章电化学基础的第一节内容。
原电池是中学电化学基础知识,也是学生了解化学原理应用于生活实际的重要切入点之一。
在前期学习过程中,学生已初步掌握将化学能转化为电能的途径,并已有原电池、正极、负极、电解质溶液的概念。
选修阶段的电化学部分的内容为学生提供了一个较为完整和系统的电化学原理相关知识,也为学生理解和运用电化学的知识奠定了基础。
另一方面课本将实验探究充分融入到理论知的学习过程当中,让学生经历科学探究的过程,为学生进一步提高科学探究能力创设了平台。
同时,也充分联系原理在实际生产生活中的运用,让学生体会到化学的有用性,体验科学、技术、社会与环境的密切关系,达到提高学生科学素养的目标.
选修四第四章第一节再次学习原电池的目的在于学生在本节课的学习中,从学生已有的知识基础入手,进一步深化巩固原电池的工作原理及其构成条件,并随之引入盐桥的概念,结合实验探究和理论探究,学习盐桥的作用,并从微观本质上学习掌握盐桥的工作原理。
并在教师引导下进一步掌握判断原电池的正负极的方法和学会正确书写电极反应方程式.同时,也让学生了解原电池的本质及其实质应用,为学习化学电源、燃料电池等打下基础。
1。
高中化学第四章电化学基础第一节原电池课件新人教版选修4
(3)形成 □03 闭合 回路(外电路用导线相连或两电极互相接触并将两电
极插入电解质溶液中或使用盐桥)。
(4)能自发地发生 □04 氧化还原反应。
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
电子流向
流出
流入
反应类型
□12 氧化 反应
答案 (1)Cu2++2e-===Cu (2)甲 (3)Zn+Cu2+===Zn2++Cu
答案
解析 该装置是带盐桥的原电池装置,Zn+Cu2+===Zn2++Cu,正极 反应为 Cu2++2e-===Cu,由于甲烧杯中锌离子过剩,所以氯离子进入甲烧 杯中保持电中性。
解析
6.某化学兴趣小组的同学设计了如图所示的装置,完成下列问题:
答案 (1)①Zn+2H+===Zn2++H2↑ ②正 氧化 ③Zn-2e- ===Zn2+ 2H++2e-===H2↑ (2)6.5
答案
解析 (1)①a 和 b 不连接时,该装置不构成原电池,锌和氢离子发生 置换反应,离子方程式为 Zn+2H+===Zn2++H2↑;②a 和 b 用导线连接, 该装置构成原电池,铜作正极,正极上发生还原反应;锌作负极发生氧化 反应;③a 和 b 用导线连接,该装置构成原电池,铜作正极,发生还原反 应,电极反应式为 2H++2e-===H2↑;锌作负极发生氧化反应,电极反应 式为 Zn-2e-===Zn2+。 (2)锌片减少的质量=0.22mol×65 g·mol-1=6.5 g。
解析
规律方法 原电池工作原理考查角度
原电池工作原理主要考查:(1)正负极的判断;(2)电子移动方向;(3)离子 移动方向;(4)反应类型及电极反应式书写和现象判断。
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
高中化学选修四第四章原电池知识点
第一节原电池一、工作原理1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
(还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应)2、形成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路○4发生的反应是自发的氧化还原反应3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
4、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象溶解的一极为负极增重或有气泡一极为正极5、常见电极:○1活泼性不同的金属:如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;○2金属和非金属(非金属必须能导电):如锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;○3金属与化合物如:铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;○4惰性电极如:氢氧燃料电池,电极均为铂。
【习题一】(2018•曲靖一模)下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.锌锰干电池中,锌电极是负极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.铜锌原电池电子沿外电路从铜电极流向锌电极【考点】原电池和电解池的工作原理.【专题】电化学专题.【分析】A.锂离子电池能充放电,属于二次电池;B.锌锰干电池中,锌作负极、二氧化锰作正极;C.甲醇燃料电池属于原电池;D.铜锌原电池中,电子从负极沿导线流向正极.【解答】解:A.锂离子电池能充放电,属于二次电池,放电时是将化学能转化为电能,充电时是将电能转化为化学能,故A正确;B.锌锰干电池中,锌易失电子发生氧化反应而作负极、二氧化锰得电子发生还原反应而作正极,故B正确;C.甲醇燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,故C正确;D.铜锌原电池中,锌作负极、Cu作极,电子从负极锌沿导线流向正极铜,故D 错误;故选:D。
人教版化学选修四4.1原电池
原电池
形成原电池的条件一
知识回顾
结论: 有两种活泼性不同的金属(或
一种是非金属导体)作电极
原电池
形成原电池的条件二
知识回顾
结论: 电极材料均浸入电解质溶液中
原电池
知识回顾 形成原电池的条件三
结论: 两极相连形成闭合电路
知识回顾
形成原电池的条件四
Ag
u
稀硫酸
结论: 一个自发进行的氧化还原反应
【结论2】改进后的原电池装置化学能不会 自动释放,易控制
【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。
8 、所有的成功都来自于行动,只有付诸行动,才能一步步走向成功。 13 、纠结在内心的秘密,曾经是不能说出口的话,让人几乎不敢去触碰,只能惶恐不安地日夜躲避。 1. 生命对某些人来说是美丽的,这些人的一生都为某个目标而奋斗。 1 、伟大的力量存在于我们的内心。 17 、有希望就会有动力,只要坚持不懈,黑暗过去,迎接的就是无限光明。 16 、微笑可以减轻紧张的情绪和压力,不管面对多么愤怒或者冲动得人,只要微笑示之,都能坦然以对,微笑一把神奇的钥匙,可以打开别 人心灵的窗户,传递心灵的善意,退一步,海阔天空;退一步,瞒天过海;冲动是魔鬼,只要心平气和静下心来,相对而笑,一切都能化干戈为 玉帛。
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_+
人教版高中化学选修四课件第四章第一节《原电池》.pptx
Cu
稀硫酸
Zn 改进
【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
Zn
Cu
稀硫酸
Zn 改进
H2SO4溶液
【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
Zn
Cu
稀硫酸
Zn 改进
Cu H2SO4溶液
【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
国内新能源汽车的先行者 2009年2月奇瑞电动汽车下线
应开用原拓电视池野
锌-空气金属燃料电池航标灯
应开ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原拓电视池野
1991年,我国首创以铝-空气-海水为 能源的新型电池,并应用于海上航标灯。
锌-空气金属燃料电池航标灯
应开用原拓电视池野
1991年,我国首创以铝-空气-海水为 能源的新型电池,并应用于海上航标灯。
【结论2】改进后的原电池装置化学能不会自动释放
【交流·研讨二】
A
Zn
Cu
稀硫酸
改进
A
Zn
Cu
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
【结论2】改进后的原电池装置化学能不会自动释放 【启示】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应
三、应用原电池
A
Zn
Cu
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
我们的骄傲…
我们的骄傲…
【交流·研讨二】
A
Zn
Cu
稀硫酸
改进
A
Zn
Cu
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
改进后的原电池装置还有什么优点?
【交流·研讨二】
A
Zn
Cu
稀硫酸
改进
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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成的。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。
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,保持溶液电中性。
盐桥中电解质的选择?
若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉 淀,可用饱KNO3溶液等代替KCl作盐 桥。
指出电池的正负极,并分别写出负极和正 极的电极反应式以及该电池的总反应方程 式。
负极(锌片): Zn -2e - = Zn 2+ (氧化反应) 正极(铜片): Cu2+ + 2e - = Cu (还原反应)
【练习】 1、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
B 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
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
判断下列哪些装置能构成原电池。为什么?
(可以)
(可以)
(可以)
(不可以)
(不可以)
(不可以)
如右图所示,组成的原电池:
(Zn1电)极当是电_解负__质_(溶填液“为正稀”H或2SO“4负时”:)极, 其电极反应为_Z__n__-__2_e__-_=__Z_n_,2+该反应 是_氧___化__(填“氧化”或“还原”,下同)反 应Cu;电极是__正____极,其电极反应为 _2_H__+__+_2_e_-_=_H__2_↑_,该反应是___还__原____反应。
C.c > a > b .> d D.b > d > c > a
2、利用下面反应设计原电池选择电极材料和电 解质溶液,写出电极方程式;并画出原电池简意 图。
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价降低得2e-
电极反应式:
负极:Cu – 2e- = Cu2+ 正C极u:2Ag+ + 2e- = 2 ACg
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
一、由两个半电池组成原电池(盐桥式原电池)的工作原理
负极
电子e- 电流I
正极
失e-
得e-
氧化反应
还原反应
①用还原性较强的物质作为负极,负极向外 电路提供电子;
用氧化性较强的物质作为正极,正极从外电 路得到电子。
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
化合价升高失2e-
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
化合价降低得2e-
(Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2)
装置图
Cu
C
CuCl2 FeCl3
离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
(是2_负) __当_极电,解其质电溶极液反为应C为uS_OZ_4溶_n_液_-_时_2_e:__-_Z=_n_Z电,n极2+ 该反应是__氧___化___反应;Cu电极是__正__极, 其电极反应为__C_u_2_+_+__2_e__-__=__C,该u反应是__还___原____反应.
原电池的工作原理
改进措施?
将锌片与硫酸铜溶液隔离
硫酸锌溶液 硫酸铜溶液
上述装置构成原电池了吗?为什么? 怎样才能构成原电池呢?
改进为所示的原电池装置---盐桥式原电池
盐桥中通常装有含琼胶 的KCl饱和溶液
此装置优点:能稳定长 时间放电
阅读教材72页
盐桥的作用是什么?改进后的装置为什么能 够持续、稳定的产生电流?
电极:负极是Cu,正极可C以u是(NAOg或3)C等A。gNO3
电解液: Cu(NO3)2 、AgNO3
总结
▪ 1、复习回忆了原电池的形成。 ▪ 2、进一步了解原电池的反应原理,
正确书写电极反应式。 ▪ 3、利用氧化还原反应原理设计了原
电池。
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。
②原电池的内部及盐桥,通过阴阳离子的定 向运动而形成内电路。
原电池的设计
化合价升高 失2e-
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu,设计
一个原电池.
Fe
Cu
化合价降低 得2e-
1、根据氧化还原反应电子 转移判断电极反应。
FeSO4
CuSO4 2、根据电极反应确定合适 的电极材料和电解质溶液
思考讨论:
(3)电解质溶液和电极材料的选择 (电池的电极必须导电)
电解质溶液一般要能够与负极发生 反应。但若是两个半反应分别在两个 烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电 解质溶液应 与电极材料具有相同的阳 离子。
负极
电子e- 电流I
正极
失e- 氧化反应
得e- 还原反应
把氧化反应和还原反应分开在不同的区域 进行,再以适当的方式连接起来,就可以 获得电流.
对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
左图原电池的缺点:效 率低,而且时间稍长电 流就很快减弱。
思考:这是什么原因造成的呢?
有没有什么改进措施?
造成的主要原因:由于锌片与硫酸铜溶液直 接接触,在反应一段时间后,难以避免溶液 中有铜离子在锌片表面直接还原,一旦有少 量的铜在锌片表面析出,即在负极(锌)表 面也构成了原电池,进一步加速铜在负极锌 表面析出,致使向外输出的电流强度减弱。 当锌片表面完全被铜覆盖后,不再构成原 电池了,也就没有电流在产生。