选修4原电池公开课课件(精品)

原电池的构成条件:
• • • • 1.能自发进行氧化还原反应 2.两个活泼性不同的导体作电极 3.有电解质溶液 4.形成闭合回路
练习
判断下列装置是否能形成原电池？ CDE
A
B
C
D
E
F
原电池的工作原理
Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
2SO 4 e 2+ Cu 锌片失去电子，铜离子得到电子，两极之间溶液离 子的定向移动和外部导线中电子的定向移动，构成闭 合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子 转移过程，产生电流。 硫酸铜溶液
五、原电池原理的应用：
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。
5.解释某些化学现象
原电池原理应用：(1)比较金属活动性强弱。
下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是 例 1： A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多； C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
知识递进
A
Fe
A
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，减少了离子的混乱， 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
CuSO4 溶液
练习反馈
(高考真题）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，请回答下列问题： （1）电极X的材料是 Cu ； 电解质溶液Y是 AgNO3 ； （2）银电极为电池的 正 极， 发生的电极反应为 2Ag+ + 2e- = 2 Ag X电极上发生的电极反应为 Cu – 2e- = Cu2+ ；
练 习
⒈ 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.
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↑
备选练习 1：某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，
该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是( A.Mg B.Fe C.Al D.Cu ) B
备选练习 2：某原电池的总反应的离子方程式为：
2Fe3++Fe == 3Fe2+，不能实现该反应的原电池组成是（ ） A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为 FeCl3 溶液 B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为 Fe(NO3)3 溶液 C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为 Fe2(SO4)3 溶液 D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为 CuSO4 溶液
⑧
(× )
负极：Fe－2e- ＝Fe2+
⑨ (∨ )
正极：2H++2e-＝H2↑ 总反应： Fe+2H+＝ Fe2++H2↑ 或 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
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 ) A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；
因为铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形成了原电池， 产生的电流并没有经过电流表，所以电流表的读数不断减小。 当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能 发生原电池反应，所以最后无电流产生。
2.不使用时，该原电池能否长期保存 Zn也会和CuSO4 直接反应存在缺陷！
实验探究一
原因分析
负极： Fe－2e - ＝Fe2+
⑤ (∨ )
正极： Cu2++2e- ＝Cu
总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
⑥
(× )
-＝Zn2+ Zn － 2e 负极：
⑦
(∨ )
正极：
Cu2++2e-＝Cu
总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu 或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu
1.此原电池不能获得 稳定电流的根本原 因是什么？ 2.怎么避免这一“隐 患”的发生？
实验探究二
A
Zn2+ Cu
实验设计
1.烧杯中加什么溶液？
不与锌反应的溶液， 一般加金属对应的盐溶液。
Zn
SO42ZnSO4溶液 Zn2+ SO42CuSO4溶液
2.安培表指针会偏转吗？ 为什么？ 3.怎样构成闭合回路？
信息提示
盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂
K+和Cl-在盐桥中能移动
实验探究二
交流研讨：
1、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？ 2、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生偏转？ 3、左右烧杯中各发生了什么反应？ 4、该装置与普通锌铜原电池相比，有什么不同的地 方？
半电池：包括电极材 料和电解质溶液，两 个隔离的半电池通过 盐桥连接起来。
Zn
锌铜原电池（盐桥）
盐桥 Cu
电极反应： 负极： Zn－2e- =Zn2+
正极： 2++2e- =Cu Cu ZnSO4溶液 CuSO4溶液 总反应： 锌半电池 铜半电池 Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu 电池符号： Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu 负极 盐桥 正极
知识小结
B
四、电极方程式的书写
Cu
A
1.简单原电池电极方程式的写法
①判断右边原电池的正、负极，并写出电极 反应式。 先写出总反应：即 负极与电解质溶液反应
FeCl3溶液
Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2
拆成离子方程式： Cu + 2Fe3＋ = Cu2＋ + 2Fe2＋ 根据化合价升降判断正负极 负极： Cu 失电子 Cu - 2e- = Cu2+ 正极： Fe3+得电子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
（ C）
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
原电池原理应用：(2)比较反应速率
下列制氢气的反应速率最快的是 例2 ：
A. 纯锌和1mol/L 硫酸；
（D）
B. 纯锌和18 mol/L 硫酸；
C. 粗锌和 1mol/L 盐酸； D. 粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
例3： 下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速 率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
正极：总反应－负极反应
6H2O ＋6e－ ＝6OH—＋ 3H2↑
8、如图所示，组成一个原电池．
(1)当电解质溶液为稀硫酸时： ①Fe 电极是__________(填“正”或“负”)极，其 电极反应为 ________________________ ，该反应是 __________(填“氧化”或“还原”)反应； ② Cu 电 极 是 __________ 电 极 ， 其 电 极 反 应 为 ______________________，该反应是________反应． (2)当电解质溶液为稀硝酸时： ①Fe 电极是_____极，其电极反应为__________，该反应是_____反应． ②Cu 电极是_____极，其电极反应为__________，该反应是_____反应．
盐桥工作示意图
1、勾通内电路
2.平衡电 荷，使溶 液呈电中 性
K+ K+ Cl－ K+ － Cl － Cl K+ Cl－ K+
Cl－
－ K+ － Cl + K + Cl K Cl－
K+ － Cl Cl－K+ K+ Cl－
Cl－K+
e－ e－ Zn
Zn2+ SO42－
Cu Cu2+ SO42－
问题解决
铜银原电池（Байду номын сангаас桥）
Cu 电极反应： 负极： Cu － 2e- = Cu2+ 正极： 2Ag + +2e- =2Ag 总反应：
盐桥
Ag
CuSO4溶液
AgNO3溶液
铜半电池 Cu + 2Ag + = Cu2+ + 2Ag
银半电池
知识应用
请根据离子反应： Fe + Cu2+＝ Fe2+ + Cu 设计一个带盐桥的原电池，
选修4 第四章 电化学基础
第一节 原电池
复习回顾 将化学能转化为电能 的装置。 1、原电池是______________________ 原电池反应的本质是____________________ 反应。 氧化还原反应 2、如右图所示，组成的原电池： （1）当电解质溶液为稀H2SO4时： Zn电极是____ 负 （填“正”或“负”）极， 2+ Zn － 2e = Zn 其电极反应为_______________，该反应 氧化 （填“氧化”或“还原”，下同）反应； 是______ 正 极，其电极反应为 Cu电极是______ 还原 2H+ +2e- =H2↑ 该反应是_________ _______________, 反应。 （2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极 2+ Zn － 2e =Zn 负 极，其电极反应为_____________， 是____ 氧化 反应；Cu电极是____ 该反应是________ 正 极， 还原 反应. 其电极反应为_______________, 该反应_____ Cu2+ +2e- = Cu
一. 盐桥的作用：
1.勾通内电路 2.平衡电荷，使溶液呈电中性
二.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：
半电池中： 还原性强的材料作负极，失电子被氧化 电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原 另半电池： 电子由负极经导线流向正极 外电路中： 两极之间通过盐桥构成闭合回路。 内电路中：
问题解决
总反应方程式： 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 拆成离子方程式： 2Al + 2OH－ + 2H2O = 2AlO2 + 3H2↑
－
A
Mg
Al
NaOH溶液
根据化合价升降判断正负极
负极：Al，失e-
2Al - 6e－ ＝ 2Al3+
2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O 负极总反应： 2Al +8OH- －6e－ ＝2AlO2- + 4H2O
（3）外电路中的电子是从 X 电极 流向 Ag 电极。
三．原电池正、负极的判断
[特别提醒]
判断电极时，不能简单地依据金属的活动性
顺序来判断，要看反应的具体情况。如：
(1)Al在强碱溶液中比Mg更易失电子，Al作负极、
Mg作正极。
(2)Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu更难失电子，
Cu作负极、Fe、Al作正极。
(–)
A
(＋ )
Cu2++2e- =Cu
还原反应
Zn
Cu Cu
实验探究一
开始实验现象 锌片
Zn-2e-=Zn2+
一段时间实验现象
锌片腐蚀，不断溶解
锌片被红色物质覆盖
铜
Cu2++2e=Cu
铜片上有红色物质析出
电流表
电流表指针发生偏转
电流表读数不断减小
实验探究一
Zn
A
现象再分析
CuSO4 溶液
1.为什么电流表读数不断减小？
B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜；
D. 银圈向下倾斜；
3。试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池
⑴ Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag ⑵ 2Fe3++Fe=3Fe2+ ( Zn∣AgNO3∣C ) ( Fe∣Fe2(SO4)3∣C )
2.复杂原电池电极方程式的书写
（1）方法点拨：写电极方程式的时候，要根 据“得电子显负电；失电子显正电”的原则， 利用“电荷守恒”，通过巧用H＋、OH－和水 写出电极方程式。 （2）一般先写出简单一极的反应式，再用总 反应式做差得出另一极的反应式。 （3）两极同时书写时注意使两极电子得失相 等。
请写出右边原电池的电极方程式。
C
备选练习 3： 人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，
它在放电时的电极反应为： Zn + 2OH– –2e–＝ ZnO + H2O， Ag2O + H2O + 2e–＝ 2Ag + 2OH–，据此判断氧化银是（ ） A．负极，并被氧化 B ．正极，并被还原 C．负极，并被还原 D．正极，并被氧化