选修4《第四章电化学基础》第一节原电池

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人教高中化学选修4课件：第4章电化学基础

练习：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 。
原电池原理应用：
(2)比较反应速率当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H2时, 纯Zn反应不如粗Zn跟酸作用的速率快。
负极
e-
正极
A
Zn-
Cu
Zn2+
负极
H+ H+ SO42-
阳离子
阴离子
正极
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。
两极一液成回路，氧化还原是中心
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
ZnCl2溶液
FeCl3溶液
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
2.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。
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，
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，用棉花都住管口即可。

原电池知识点

第四章电化学基础第一节原电池原电池及其工作原理1．概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。

2．构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。

3．工作原理(以铜—锌原电池为例)负极正极续表易错警示原电池工作原理中四个常见失分点的规避(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池，将化学能转化为电能。

(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。

(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。

(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。

原电池正负极的判断方法说明：(1)活泼性强的金属不一定作负极，但在负极的电极上一定发生氧化反应。

(2)溶液中的离子不能通过盐桥。

(3)负极本身不一定参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料不参加反应，只起到了导电的作用。

原电池原理的四大应用1．比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

2．加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

3．设计制作化学电源(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。

(2)正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。

(3)电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。

但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子，这样可减少离子极化作用，便于电子和离子的移动，如在Cu－Zn构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。

人教化学选修4第四章第一节原电池(共19张PPT)

离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
思考讨论：利用该反应设计原电池
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+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。
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3
第四章电化学基础
第一节原电池
一、原电池的工作原理 1．构成条件 (1)具有两个活泼性不同的电极。 (2)合适的电解质溶液。 (3)形成闭合回路(外电路用导线相连或互相接触并将两电极插入电解质溶液中)。 (4)能自发地发生氧化还原反应。
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
3．根据两极发生的变化判断
负极——失去电子，化合价升高，发生氧化反应正极——得到电子，化合价降低，发生还原反应
4．根据反应现象判断负极——会逐渐溶解，质量减小正极——有气泡逸出或质量增加
♨特别提示：原电池正负极判断的基础是氧化还原反应。如果给出一个方程式让判断正、负极，可以直接根据化合价的升降变化来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。
电解液： AgNO3 或者： 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，

人教版化学选修四第四章第一节-原-电-池优秀课件PPT

电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若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。
（电池的电极必须导电）
①活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极
②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极
③金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极 ④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt
宏观判断：
较活泼的电极材料 ——负极 ①根据电极材料
较不活泼的电极材料——正极
②根据原电池电极发生氧化反应的极 ——负极
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根据电极增重还是减重工作后
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 4
7、电解质溶液和电极材料的选择
第四章电化学基础
1
一、与原电池相关的概念
外电路
1.电路：
内电路
电子流向：负极流向正极电流方向：正极流向负极阴离子流向负极
阳离子流向正极
2.电极：负极：电子流出的一极
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↑
4.总反应式：Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
②比功率 [符号是W/kg，W/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
③电池的储存时间的长短
7
5、各类电源（1）普通锌锰干电池
负极：Zn – 2e- == Zn2+ 正极：2NH4+ +2MnO2 + 2e== 2NH3 + Mn2O3 + H2O

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……

人教化学选修4第四章第一节原电池课件 (共25张PPT)

第四章电化学基础
第一节
原电池
先学检查
1.下列哪个反应便于设计成原电池？为什么？ A.CaCO3＋2H+=Ca2+＋CO2↑＋H2O 放热
√ B.Zn＋Cu2+=Zn2+＋Cu 放热
C.C＋H2O(g)=高=温CO+H2 吸热
先学检查
2.下列哪个装置形成了原电池？请试着总结一下形成原电池的条件
原电池形成的条件
(1)两个__活__泼_Z_n性__不__同_C_u_Z的n电极；Zn Al
C
(2)____电___解__质_____ 溶液或熔融液；
√ ((（34))A形一）成个_自__发闭__进合_（_行酒_B回的精）路_氧_。_化__（还_H_2C原_S）_O_4_反应（N。aDO）H
先学检查
1.写出图中原电池的电极反应式及电池总反应方程式。
负极： Zn—2e- = Zn2+
Zn
Cu
正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑
电池总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ ZnSO4溶液 H2SO4溶液
课后作业
• 1、拆开一个废旧干电池，了解其构成和原理；
• 2、查阅资料，了解我国能源问题。 • 3、完成学案并预习下一节课
放电时间提高供电效率?AZn来自CuCuSO4
质疑、解疑
1.理论上应看到只在铜棒上有固体产生，实际上锌棒上也有固体产生，这是什么原因导致的呢？（1）可能是所用锌片不纯形成无数微小原电池；（2）锌与硫酸铜直接接触发生化学反应而产生铜单质。 2.最终又会造成什么后果？
能量转化效率变低了，不能提供稳定电流。

高中化学第四章电化学基础4.1原电池课件新人教版选修4

将 Zn+2FeCl3 ZnCl2+2FeCl2 拆分为:Zn-2e- Zn2+(氧化反应)和 2Fe3++2e- 2Fe2+(还原反应);结合原电池的电极反应特点分析可知,该电池的负极应用锌,则正极所用材料活泼性应比锌弱,为保证 Fe3+在正极得电子,则电解质溶液为 FeCl3 溶液等易溶的铁盐溶液。
答案：A
知识梳理典例透析
知识点1 知识点2 知识点3
原电池原理的应用
【例题3】利用反应Zn+2FeCl3 ZnCl2+2FeCl2设计一个原电池。
在下图方格内画出实验装置图,并指出正极材料为
,电极
反应式为
;负极材料为
,电极反应
式为。
知识梳理典例透析
知识点1 知识点2 知识点3
解析：一般来说,利用放出能量的自发氧化还原反应都可以设计成相应的原电池。具体设计时,先将氧化还原反应拆分为两个半反应 (即氧化反应和还原反应),然后根据构成原电池的条件,选择合适的电极材料及适宜的电解质溶液,将两电极用导线连接插入电解质溶液形成闭合回路,即可成功设计原电池。
(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极;如为气体(如H2)或溶液中的还原性离子,可用惰性电极(如Pt、石墨棒) 作负极。发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼。本例中可用铜棒作负极,用铂丝或石墨棒作正极。
知识梳理典例透析
一二三
(3)确定电解质溶液。电解质是使负极放电的物质,因此电解质溶液一般能够与负极发生反应。或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。

人教版化学选修四第四章第一节-原-电-池教学课件

电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若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。
（电池的电极必须导电）
①活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极
②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极
③金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极 ④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt
2
5、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。
3
6、原电池的正负极的判断方法
微观判断电子流出的极 ——负极源自（根据电子流动方向）
电子流入的极 ——正极
11
➢ 改变燃料用CH4代替H2,电解质为KOH.
CH4
正极：2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH负极：CH4 + 10OH- – 8e- == CO32- + 7H2O
总反应：CH4 +2O2 + 2OH- == CO32- + 2H2O
12
当你的才华还撑不起你的野心时，你就该努力。心有猛虎，细嗅蔷薇。我TM竟然以为我竭尽全力了。能力是练出来的，潜能是逼出来的，习惯是养成的，我的成功是一步步走出来的。不要因为希望去坚持，要坚持的看到希望。最怕自己平庸碌碌还安慰自己平凡可贵。
2e-
总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + 2H2O 负极：Pb + SO42- - 2e- == PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- == PbSO4 + 2H2O

高中化学人教版选修四第四章电化学基础第一节原电池课件(共15张PPT)(共15张PPT)

反应
正极：还原反应溶液中离子得电子
总反应：负极金属与电解液的离子反应
3、化学电池的反应本质
氧化还原反应
原电池将自发的氧化还原反应分割为氧化、还原两个反应在负、正两极同时不同地进行，正负两极上进出电子总数相等。
根据电子守恒原Leabharlann 进行计算练习1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
⑥ (×)
负极： Zn－2e－＝Zn2＋
⑦
正极： Cu2＋＋2e－＝Cu
(∨)
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 ( D )
①两极：正极：较不活泼的金属或非金属(如石墨) 负极：较活泼的金属 ②电解质溶液 ③形成闭合回路
下列装置中属于原电池的是
失e－,沿导线传递，有电流产生
氧化反应
负极锌——铜正极
Zn－2e－＝Zn2＋
原电池
电解质溶液
阴离子
阳离子
还原反应
2H＋＋2e－＝H2↑
电负极： Zn－2e－＝Zn2＋（氧化反应）
①
②
(×)
(×)
负极： Zn－2e＝Zn2＋
③
正极： 2H＋＋2e＝H2↑
(∨)
总反应： Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑
负极： Zn－2e－＝Zn2＋
④
正极： 2H＋＋2e－＝H2↑
(∨)
总反应：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑

选修四41《原电池》ppt课件

常见类型及其特点
锌铜原电池
以锌为负极，铜为正极，稀硫酸为电解质溶液。锌片逐渐溶解，铜片上有气泡产生，电流计指针发生偏转。
铅蓄电池
以铅为负极，二氧化铅为正极，硫酸为电解质溶液。放电时，铅和二氧化铅分别与硫酸反应生成硫酸铅和水；充电时，硫酸铅分别被还原成铅和二氧化铅。
燃料电池
以氢气、甲烷等可燃性气体为燃料，氧气或空气为氧化剂，通过燃烧将化学能转化为电能。具有能量转化率高、环保等优点。
预习要求
了解电解池的基本概念和构成条件，思考电解池与原电池的联系和区别。
谢谢
THANKS
固态电池
分析固态电池的优势、技术难题及未来发展趋势。
05 实验操作与安全问题注意事项
CHAPTER
实验操作规范流程介绍
实验前准备
检查实验器材是否齐全、清洁，确保电源接触良好；熟悉实验步骤和注意事项。
实验操作步骤
按照实验指导书逐步进行，注意电极的极性和电解质溶液的浓度；观察并记录实验现象和数据。
学生自我评价报告分享
学生对原电池知识点的掌握情况
学生对自己学习过程中的反思和改进措施
学生对课堂活动的参与度和表现
拓展思考题目布置
探究不同电解质溶液对原电池性能的影响
设计并制作一个简易的原电池模型
调查了解原电池在日常生活和工业生产中的应用
下一讲预告及预习要求
下一讲内容
电解池的基本原理和应用
研究电极反应速率及其影响因素的科学。
影响因素分析
01
02
03
04
温度
影响电极反应速率常数和扩散系数。
浓度
改变电极表面反应物和产物的浓度，影响反应速率。

第一节原电池选修4第四章电化学基础

第一节原电池选修4第四章电化学基础
小结
将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。
第一节原电池选修4第四章电化学基础
[探究实验三] 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和稀硫酸溶液（与硫酸铜溶液的浓度相同）
练习二：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-
Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu
化合价降低得2e-
（Fe + CuSO4 = Cu + 2 FeSO4）
第一节原电池选修4第四章电化学基础
Fe
Cu
FeSO4
第一节原电池选修4第四章电化学基础
CuSO4
练习一
请利用：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 的反应原理，设计一个能产生电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。
第一节原电池选修4第四章电化学基础
1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。
2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
思考：如何才能得到持续稳定的电流？
第一节原电池选修4第四章电化学基础
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。
第一节原电池选修4第四章电化学基础
[探究实验二]
将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，
并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有
硫酸锌和硫酸铜溶液的烧杯中，中间用一盐桥连

新人教版高中化学选修4-第4章第1节《原电池》课件

A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属。
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

高二化学选修4第四章电化学基础第一节原电池课件

ZnSO4
A
Cu
CuSO4
1、盐桥起什么作用？、盐桥起什么作用？ 2、确定该原电池的正、负极，判、确定该原电池的正、负极，断电子的流动路线及溶液中阴、断电子的流动路线及溶液中阴、阳离子移动趋势？阳离子移动趋势？ 3、分析原电池的构造，并写出原、分析原电池的构造，电池中的两个电极反应和电池反应方程式。应方程式。
思考: 思考怎样改进原电池的装置，怎样改进原电池的装置，才能获得持续、稳定的电流呢？得持续、稳定的电流呢？
实验探究2 实验探究2
按下图所示, 将置有锌片的ZnSO 按下图所示, 将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的溶液分别通过导线与电流计连接，有什么现象? CuSO4溶液分别通过导线与电流计连接，有什么现象? 电流计指针不偏转，电流计指针不偏转，且铜片和锌片上均无明显现象（现象（即:无电子定向移动）移动）
第四章电化学基础
第一节原电池
复习与回顾
1、原电池的定义：将化学能转变为电能的装置。 2、原电池的实质：将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。 3、组成原电池的条件：
A Zn Cu Zn
A Zn Zn
A C
煤油 (x) A Zn H+ － SO42－ + H
H2SO4
H+ － SO42－ + H (x)
H2SO4
H+ － SO42－ + H (√) A Cu
H2SO4
木条 (x)
Zn
H SO42— + H
H2SO4
+
H+ － + SO42－ H
H2SO4
(x)