化学选修4第四章 电化学基础第1节《原电池》(新课导入+新课讲授+课堂总结+课堂检测)课件(共27张PPT)
原电池说课稿
外电路:负极正极
内电路:阴离子盐桥阳离子
附:板书设计:
作用:学习本节内容,既可以加深对氧化还原理论的理解,又为后续较为深入地学习化学电源、燃料电池等打下基础。
2、三维目标:
知识与技能目标:
(1).进一步认识原电池,掌握原电池的工作原理;
(2)。了解简单原电池的缺点和改进方法;
(3).掌握盐桥的作用及工作原理。
过程与方法目标:
(1)。实验引导以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法;
第一.问题线索设计和学生活动设计符合学生的认知发展规律。但是,学生活动还需要进一步加强,体现新课标的教学理念,让学生真正成为课堂的主体,在一个轻松愉快地教学环境中接受新的知识。
第二.发挥学生主动性,创设有效学生活动。在进行化学反应原理的教学时,通常是以教师讲授为主,因为学生起点较低。但是在新教材中,大多数化学反应原理内容都是从必修到选修形成螺旋式上升的的设计理念.因此在选修阶段进行化学反应原理教学时,应充分考虑学生已有基础,设置有效活动。
三、说学法(学情分析):
从知识储备角度来说,学生此前通过必修阶段的电化学部分知识的学习,已经初步了解了原电池的概念,组成原电池的条件以及简单电极反应式和电池反应的书写。可以说对原电池的学习已经有了一定的基础.然而,作为高二理科班的同学往往容易固守原有的知识,应打破对原有原电池的认识,发现简单原电池存在的缺点,从而引入盐桥的概念,构建新的原电池装置上可能存在一些学习的困难。从知识掌握角度来说,学生原有的知识出现知识遗忘。本节课,学生通过“问题情景—实验探究—质疑讨论—分析推理—整合运用”的学习方法。
最后分析带盐桥的原电池,引出双液原电池的组成、电极及电极反应式、电池反应方程式、闭合电路的形成(内电路、外电路),盐桥的作用.借助FLASH动画,帮助学生理解双液原电池的工作原理。为了更好地学习后面知识,我通过投影图片指出盐桥并未在实用电源中得到应用的原因,但这一原理却得到广泛应用,引出离子交换膜.至此,学生对原电池原理有了更加完整的认识。
(完整word版)高中化学原电池知识点总结
(完满word 版)高中化学原电池知识点总结 1 / 1
选修四 第四章 电化学基础
第一节 原电池
1.定义:把化学能转变成电能的装置
2.实质:一个能自觉进行的氧化还原反应。
3.构成条件:
( 1)两个活性不同样的金属(其中一种可以为非金属,即作导体用)作电极。
( 2)两电极插入电解质溶液中。
( 3)形成闭合回路。
(两电极外线用导线连接,可以接用电器。
)
( 4)自觉地发生氧化还原反应
※ 4.原理:
Ⅰ
Ⅱ 电极名称
负极 正极 电极资料
Zn Cu 电极反应
Zn — 2e - =Zn 2+ Cu 2++2e - =Cu 反应种类
氧化反应 还原反应 电子方向:电子从负极流出经外电路流入正极;
三个方向 电流方向:电流从正极流出经外电路流入负极。
离子方向:阴离子
? 负极 阳离子 ? 正极 两种装置的比较:
装置Ⅰ中还原剂 Zn 与氧化剂 Cu 2+直接接触,易造成能量耗费;装置Ⅱ能防备能量耗费;装置Ⅱ中盐桥的作用是供应离子迁移通路,导电。
5. 盐桥:含有琼胶的 KCl 饱和溶液
盐桥作用:连接两个溶液,并保持两个溶液呈电中性。
+ - ? 负极
K ? 正极, Cl。
高中化学 第四章 电化学基础章末总结 新人教版选修4
第四章电化学基础章末总结热点聚焦专题一原电池和电解池的知识比较原电池电解池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置装置举例形成条件①活动性不同的两电极(连接或接触)②电解质溶液③形成闭合回路④有自发进行的氧化还原反应①两电极连接直流电源②两电极插入电解质溶液中③形成闭合回路电极电极名称及判断负极:较活泼金属正极:较不活泼的金属(或能导电的非金属)(由电极本身性质决定)阳极:与电源正极相连的极阴极:与电源负极相连的极(由外加电源决定)电极反应负极:氧化反应,金属失电子正极:还原反应,溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失电子或电极金属失电子阴极:还原反应,溶液中的阳离子得电子工作原理主要应用①金属的防护②加快反应速率③制造多种新的化学电源①电解食盐水(氯碱工业)②电冶金(冶炼Na、Mg、Al)③精炼铜④电镀⑤金属的防护实质使氧化还原反应中的电子通过导线定向移动形成电流使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程♨特别提示:原电池、电解池、电镀池判定规律(1)若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判断。
主要思路是“三看”:先看电极:两极为导体且活泼性不同;再看溶液:两极插入电解质溶液中;后看回路:形成闭合回路或两极接触。
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池。
当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池。
【例❶】(2015·吉林长春市十一中高二)下列说法不正确的是( )A B C D通电一段时间后,搅拌均匀,溶液的pH增大甲电极上的电极反应为:2Cl--2e-===Cl2↑Pt电极上的电极反应为:O2+2H2O+总反应的离子方程式为:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+4e-===4OH-解析:A项,电解的是水,一段时间后硫酸浓度增加,pH减小,故A错误;B项,甲电极上发生失电子的反应,电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,故B正确;C项,实质为铁的吸氧腐蚀,Pt电极为正极,故C正确;D项,构成原电池,明显正确;故答案选A。
部编人教版高二化学选修4《第4章电化学基础第1节原电池》课堂教学精品ppt课件
5.原电池的“盐桥”中装的必须是电解质,原电池工
作时导线上有电子通过,盐桥中也一定有电子通
过
()
提示:错误.因为金属导体是靠自由电子的定向
移动而导电,电解质溶液只能是靠阴、阳离子的
定向移动而导电,故盐桥上定向移动的只能是离
子而不是电子.
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一、原电池工作原理 1.原电池工作原理图示
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1.如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是( )
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解析:依据构成原电池的四个必要条件分析:A中两电 极相同;C中没有构成闭合回路;D中酒精是非电解 质.唯有B符合条件. 答案: B
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考查点二 原电池原理的应用
[例2] X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸
入稀硫酸中构成原电池.X、Y相连时,X为负极;Z、
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二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写 1.原电池正负极的判断 (1)由组成原电池的两电极材料判断.对原电池而言,活
泼的金属是负极,活泼性较弱或能导电的非金属是 正极. (2)根据电流方向或电子流动方向判断.原电池中,电流 由正极流向负极,电子由负极流向正极.
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(3)根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断.在原电 池内,阳离子移向正极,阴离子移向负极.
的关系).
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考查点一 原电池原理
[例1] (2010·陵水高二检测)某原电池总反应的离子方程
式为:2Fe3++Fe===3Fe2+,不. 能实现该反应的原电池
是
()
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3 B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3 C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3 D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3
人教版化学选修4化学反应与原理章节知识整理——第四章 电化学基础4.1-4.2原电池 化学电源
人教版化学选修4化学反应与原理章节知识整理——第四章电化学基础4.1-4.2原电池化学电源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)。
高中人教版选修4 第4章 电化学基础 本章总结 课件(16张)
化学
典例应用 1 下图Ⓐ为直流电源,Ⓑ为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸,Ⓒ为 电镀槽。接通电路后,发现Ⓑ上的 c 点显红色,请填空:
(1)电源Ⓐ上的 a 为__________极。 (2)滤纸Ⓑ上发生的总化学反应方程式为__________。 (3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌,接通○K 点,使 c、d 两点短路,则电极 e 上发生的 反应为________________________;电极 f 上发生的反应为__________,槽中盛放的电镀 液可以是__________或__________(只要求填写两种电解质溶液)。
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专题一:有关两池(原电池、电解池)比较的问题 原电池
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化学
【答案】 (1)正
(2)2NaCl+2H2O=电==解==2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)Zn-2e-===Zn2+ Zn2++2e-===Zn ZnSO4 溶液 ZnCl2 溶液 【点悟】 本题涉及工业上电解饱和食盐水制 NaOH 和 Cl2 及铁上镀锌等知识点,是 大家熟知的重点及热点内容,可见高考不回避重点、热点内容,只是不断变换出题方式,
化学人教版选修4教案:第四章第一节原电池 Word版含解析
第四章电化学基础章前概述本教科书的第一章着重研究了化学反应与热能的关系,本章着重研究化学反应与电能的关系,二者都属于热力学研究的范畴。
电化学是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学,它的应用十分广泛,在分析、合成等领域应用很广,由此形成的工业也很多,如电解、电镀、电冶金、电池制造等。
因此本章知识有利于学生们了解电化学反应所遵循的规律,知道电化学知识在生产、生活和科学研究中的作用。
同时,本章还设计了一些有趣的实验和科学探究活动,这有利于学生增强探索化学反应原理的兴趣,树立学习和研究化学的志向。
本章包括原电池、化学电源、电解池、金属的电化学腐蚀与防护四部分内容。
学生在必修化学2中学习了由锌片、铜片和稀硫酸溶液组成的简单原电池,初步了解了原电池原理。
在本章第一节中将学习带有盐桥的较复杂的原电池,进一步认识原电池的构成和反应原理,了解设计原电池、选用正、负电极的原则。
化学电源学生在必修化学2中对于化学电池的原理和应用,已有了初步的了解,本章在电池选用的标准,以及在一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理方面,均有所拓宽和加深。
电解池教科书以CuCl2溶液的电解为例,介绍了电解的原理。
由于课程标准不要求介绍电极电势、分解电压等概念,因此这里只是简单地说明电解的产物,而不能定量地分析电解过程中什么离子能参与放电。
在电解原理的应用中,教科书简单地介绍了电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气,电镀,铜的电解精炼以及电冶金制取活泼金属的知识,目的是拓宽学生的知识面,开拓他们的科学技术视野。
关于金属的电化学腐蚀与防护,教科书阐述了金属腐蚀造成的严重危害,指出金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。
这里着重讨论了电化学腐蚀的机制,阐述了析氢腐蚀和吸氧腐蚀的反应原理,指出金属电化学腐蚀的本质是金属表面形成了微型原电池,使金属失去电子而被氧化。
同时指出,人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识,发明了防护金属电化学腐蚀的方法,并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。
新课程化学选修4第四章第一节原电池
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在科研领域的应用
实验室仪器
在科研实验室中,许多精密仪器 依赖原电池提供电力,如质谱仪、 光谱仪等。这些仪器需要稳定的 电源以确保实验结果的准确性。
野外科学考察
在野外科学考察中,原电池为各 种仪器和设备提供电力,如GPS 定位仪、气象监测器等,帮助科
学家收集准确的数据。
生物医学研究
在生物医学研究中,原电池为实 验设备提供电力,支持细胞培养、
基因测序等重要实验的进行。
05 原电池的发展与未来展望
原电池的发展历程
伏打电池的发明
铅酸电池的发明
1800年,伏打发明了第一个可提供持续电 流的电源,即伏打电池。
1859年,普兰特发明了铅酸电池,成为电 动车和汽车的电源。
镍镉电池的发明
锂离子电池的发明
1950年代,镍镉电池问世,因其高能量密 度和可靠性而被广泛应用于便携式电子设 备。
新课程化学选修4第四章第一节原 电池
目录
• 引言 • 原电池的基本概念 • 原电池的种类与特点 • 原电池的应用 • 原电池的发展与未来展望 • 结论
01 引言
主题简介
原电池是化学电源的组成部分, 可以将化学能转化为电能。
原电池在日常生活、工业生产 和科学研究中有着广泛的应用, 如电池、电解、电镀等。
电池驱动的电子设备
手表和计算器
原电池在各种电子设备中广泛应用,如 遥控器、手机、笔记本电脑等。它们为 这些设备提供电力,使其正常工作。
许多手表和计算器使用原电池作为能 源,确保设备的精确计时和计算功能。
助听器
助听器中的原电池为电子元件提供电 力,使助听器能够将声音放大并传递 给佩戴者。
高中化学_高二化学选修四第四章第一节原电池教学设计学情分析教材分析课后反思
第四章电化学基础第一节原电池高二年级一.教学目标(一)知识与技能:1.体验化学能与电能相互转化的探究过程;2.进一步认识原电池,牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件;能判断原电池的正.负电极,能写出电极反应式;3.了解简单原电池的缺点和改进方法;4.掌握盐桥的作用及工作原理。
(二)过程与方法:1.通过化学实验引导学生以问题为中心的学习方法。
学会发现问题.解决问题的方法。
2.通过对简单原电池装置的优化过程,进一步理解科学探究的意义;3.培养科学探究过程中的问题意识,敢于.善于发现问题并提出质疑,勤于思考;4.学会运用观察.实验等多种手段获取信息,并运用比较等方法对信息进行加工处理。
(三)情感态度与价值观:1.在化学学习的过程中体验并享受探究带来的快乐,感受化学世界的奇妙所在;2.养成学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度,养成学生的团队协作精神3.增强联系生活.生产实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识;激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
4.关注与化学有关的社会热点问题和科学前沿问题,增强环境保护的意识,逐步形成可持续发展的思想。
二.教学重难点重点:盐桥的作用及原理,判断电极及电极反应方程式的书写。
难点:盐桥的作用及原理。
三.教法选择运用讲授.引导探究.分组实验.多媒体等多重形式辅助教学的方法。
四.教学用品烧杯.电流表.盐桥.导线.金属Cu.Zn和H2SO4.CuSO4.ZnSO4等溶液,能到电能的转化效率。
并在学生得出相关结论后,引出盐桥的概念。
【讲授】在学生讨论探究的基础上,对使用盐桥的目的进行讲述:1.避免电极材料与电解质直接接触反应2.沟通内电路【演示实验】(教材71页实验4-1),并解决下列问题:1.改进后的装置为什么能够持续.稳定的产生电流?2.盐桥在此的作用是什么?通过交流讨论,结合教材知识,改进试验方案,并准备验证结论【听讲】认真听老师讲解【观察.思考】仔细观察实验现象,验证之前的猜想握了获取知识的方法通过探究,让学生体会获取知识的快乐,同时引出本节课重点内容由实验来验证讲授内容,让学生更容易理解,也更能留下印象环节3 分析盐桥【讲授】介绍盐桥的构成:在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶【思考与交流】让学生结合教材内容,总结盐桥的作用【知识拓展】(课件展示)原电池是由两个半电池组成的;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。
选修4电化学基础复习总结 ppt课件
ppt课件
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ppt课件 19
巩固练习
2.如图为一种钮扣微型电池,其电极分别为Ag2O和Zn电解质 溶液是KOH溶液,俗称银锌电池,该电池的电极反应式为:Zn +Ag2O== ZnO+2Ag根据以上提供的资料,判断下列说法正确的 是 AB A、锌为负极,Ag2O为 正极; B、放电时正极附近溶液的PH值升高; C、放电时负极附近溶液的PH值升高; D、溶液中阴离子向正极方向移动,阳离子向负极方向移动。
发生氧化还原反应,从而形成电流
电流方向
电极反应 能量转化 应用
正极:2H+ + 2e- =H2↑(还原原应) 化学能→ 电能 设计电池、金属防腐 ppt课件
4、判断溶液的pH变化: 先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物。 (1)如果只产生氢气而没有氧气,只pH变大; (2)如果只产生氧气而没有氢气,只pH变小; (3)如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小; ②若原溶液呈碱性pH增大;
Fe2+ + H2 ↑
联 系
通常两种腐蚀同时存在,但以后者更普遍。
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拓展练习
3.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 D E F A C B .
Fe
Fe
C
Fe
Zn
A(海水)
B(海水)
Fe Sn
C(海水)
Fe Sn
Zn
Fe
D(海水)
E(海水)
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F(天然水)
15
练 习
充电
放电
Ag2O + Zn + H2O
此电池放电时,负极发生反应的物质为
高中化学选修4电化学知识点总结
高中化学选修4电化学知识点总结1、原电池原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个活泼性不同的电极、电解质溶液和导线组成闭合回路。
在外电路中,电子从负极流向正极;在内电路中,盐桥中的阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中的阳离子移向正极的电解质溶液。
以锌铜原电池为例,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,总反应式为Zn+2H+=Zn2++H2.二、化学电池化学电池是利用化学能直接转变为电能的装置。
它包括一次电池、二次电池和燃料电池。
一次电池是指不能重复使用的电池,如碱性锌锰电池、锌银电池和锂电池等。
二次电池可以放电后再充电,使活性物质获得再生,例如铅蓄电池。
铅蓄电池在放电时,负极(铅)发生氧化反应,正极(氧化铅)发生还原反应;在充电时,阴极(PbSO4)发生还原反应,阳极(PbSO4)发生氧化反应。
除了铅蓄电池外,还有银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和聚合物锂离子电池等新型蓄电池。
燃料电池是一种原电池,它通过使燃料与氧化剂反应直接产生电流。
燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,但不注明反应的条件。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
在酸性电解质溶液中,负极为2H2-4e-=4H+,正极为O2+4e-+4H+=2H2.当电解质溶液呈碱性时,负极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
另一种燃料电池使用金属铂片作电极,通入甲烷和氧气作为燃料和氧化剂。
负极反应式为CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,正极反应式为4H2O+2O2+8e-=8OH-。
总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O。
燃料电池的优点是能量转换率高,废弃物少,运行噪音低。
废弃电池应该进行回收利用。
电解池是把电能转化为化学能的装置,也称为电解槽。
电解是指电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。
最新【人教版】高中化学选修4知识点总结:第四章电化学基础
第四章电化学基础一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
若化学反应的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2)原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)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。
(3)原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。
2、原电池原理的应用(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。
③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。
(2)原电池中离子移动的方向①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
人教版高中化学选修4第四章电化学基础知识归纳
电化学基础知识归纳(含部分扩展内容)(珍藏版)特点:电池总反应一般为自发的氧化还原反应,且为放热反应(△H<0);原电池可将化学能转化为电能电极负极:一般相对活泼的金属溶解(还原剂失电子,发生氧化反应)正极:电极本身不参加反应,一般是电解质中的离子得电子(也可能是氧气等氧化剂),发生还原反应原电池原理电子流向:负极经导线到正极电流方向:外电路中,正极到负极;内电路中,负极到正极电解质中离子走向:阴离子移向负极,阳离子移向正极原电池原理的应用:制成化学电源(实用原电池);金属防腐(被保护金属作正极);提高化学反应速率;判断金属活性强弱一次电池负极:还原剂失电子生成氧化产物(失电子的氧化反应)正极:氧化剂得电子生成还原产物(得电子的还原反应)放电:与一次电池相同二次电池规则:正极接外接电源正极,作阳极;负极接外接电源负极,作阴极(正接正,负接负)充电阳极:原来的正极反应式反向书写(失电子的氧化反应)原电池阴极:原来的负极反应式反向书写(得电子的还原反应)化学电源电极本身不参与反应(一般用多孔电极吸附反应物),总反应相当于燃烧反应负极:可燃物(如氢气、甲烷、甲醇等)失电子被氧化(注意电解质的酸碱性)电极反应正极:O2得电子被还原,具体按电解质不同通常可分为4种燃料电池碱性介质:O2 + 4+ 2H2O 4酸性介质:O2 + 4+ 4 2H2O电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物(传导氧离子):O2+ 4 2O2-质子交换膜(传导氢离子):O2 + 4+ 4 2H2O特殊原电池: 镁、铝、氢氧化钠,铝作负极 ;铜、铝、浓硝酸,铜作负极 ; 铜、铁、浓硝酸,铜作负极,等特点:电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应;可将电能转化为化学能活性电极:阳极溶解(优先),金属生成金属阳离子阳极惰性电极一般为阴离子放电,失电子被氧化,发生氧化反应(接电源正极)(石墨、铂等)常用放电顺序是:>>高价态含氧酸根(还原性顺序),发生氧化反应,相应产生氯气、氧气电解原理电极反应阴极电极本身一般不参加反应,阳离子放电,得电子被还原,发生还原反应(接电源负极)常用放电顺序是:>2+>>活泼金属阳离子(氧化性顺序),相应产生银、铜、氢气电流方向:正极到阳极再到阴极最后到负极电子流向:负极到阴极,阳极到正极(电解质溶液中无电子流动,是阴阳离子在定向移动)离子流向:阴离子移向阳极(阴离子放电),阳离子移向阴极(阳离子放电)常见电极反应式阳极: 2- 22↑ , 4- 4 O2↑+ 2H2O或2H24 O2↑+4(来自水时适用)电解池阴极:+ , 2+ + 2 , 2 + 2 H2↑或2H222↑+2(来自水时适用)电解水型:强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐,如:、、 H24、3、24溶液等电解溶质型:无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐,如:、2溶液等常见电解类型电解溶质+水(放氢生碱型):活泼金属的无氧酸盐,如:、、2溶液等电解溶质+水(放氧生酸盐):不活泼金属的含氧酸盐,如:4、3溶液等氯碱工业的基础:电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠铜的电解精炼:粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液电解原理的应用电镀(铜):纯铜作阳极,待镀件作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液(电镀液)冶炼金属,如钠(电解熔融氯化钠)、镁(电解熔融氯化镁)、铝(电解熔融氧化铝)金属的电化学防腐(外接电源的阴极保护法)金属的腐蚀:分为化学腐蚀和电化学腐蚀,其中,后者是主要方式,且速率更大(因为电化学腐蚀时形成了大量微小原电池),电化学腐蚀包括吸氧腐蚀(中性、碱性环境等)以及析氢腐蚀(酸性较强时),吸氧腐蚀是主要形式,钢铁可以最终均形成红棕色的铁锈(2O3·2O)。
选修四 电化学基础知识点总结2021-11-20
选修四电化学基础知识点总结201*-11-20选修四电化学基础知识点总结201*-11-201原电池及其应用1原电池原理1原电池装置构成①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液或熔融的电解质[说明]原电池的两极分别称为正极和负极。
两极中相对活泼(易失电子)的作为负极,相对不活泼的为正极。
负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。
当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路,原电池装置才能发生电化反应产生电流。
2原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中,则构成了原电池。
若将两极用导线相连,则有电流产生。
“发电”的原理说明如下由于锌比铜活泼,易失电子,Zn为负极,Cu则为正极。
两极相连后,Zn自发失去2++电子,不断“溶解”,形成Zn进入溶液。
锌片失去的电子沿外电路到达铜片,此时溶液中阳离子H在铜2--+片表面获得电子,形成H2逸出。
与此同时溶液中的阴离子(SO4,OH)移向负极,阳离子(H)移向正极(电池内部离子的迁移是由化学势所推动的,即非电场力做功完成)。
由于电池工作时,电子能自发地从负极经外电路流向正极,在电池内部,溶液中离子能自发地迁移,这样电池就向外提供电能,发电了。
电极反应式表示如下-2+负极(Zn)Zn2e=Zn(负极发生失电子的氧化反应,流出电子)+-正极(Cu)2H+2e=H2↑(正极发生得电子的还原反应,流进电子)+2+总反应式Zn+2H=Zn+H2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应,仅起作导体作用而已。
因此,正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极(如石墨),效果一样。
2原电池的应用主要有两方面其一,利用原电池自发进行的氧化还原反应,开发化学电源;其二,抑制原电池反应发生,应用于金属腐蚀的防护。
1常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒,负极-锌筒,电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。
-2++-负极反应Zn-2e=Zn,正极反应2NH4+2e=2NH3+H2,2MnO2+H2=Mn2O3+H2O;电池反应Zn+NH4Cl+MnO2=ZnCl2+2NH3+Mn2O3+H2O②铅蓄电池33电解质溶液为(电解液25g/cm~28g/cm的H2SO4溶液-2--+2-放电时,负极-PbPb-2e+SO4=PbSO4↓;正极-Pb(PbO2)PbO2+2e+4H+SO4=PbSO4↓+2H2O-2--+2-充电时,阴极PbSO4+2e=Pb+SO4阳极PbSO4↓-2e+2H2O=PbO2+4H+SO4;③燃烧电池利用可燃物与O2的反应开发的电源,燃料电池与普通电池的区别:不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时电极反应产物不断排出电池。
高中化学《原电池》说课稿
第四章电化学基础第一节原电池说课稿尊敬的各位评委、各位老师:您们好!我是武冈二中化学教师,我今天说课的题目是《原电池》选自选修4第四章第一节。
我准备从以下六个方面介绍:【教材分析】【学情分析】【教法、学法分析】【教学程序】【板书设计】【课后反思】一、【教材分析】1、教材的地位和作用:选修教学的重要目标便是深化认识和优化思维品质,这一目标的完成应基于学生在必修中建立的已有认识。
要通过创设实际问题情境,并在解决这一问题的过程中引导学生自主形成相应的程序和方法。
必修2中以铜锌单液电池模型为载体初步介绍原电池原理和构成条件,并简单介绍实用电池。
选修4以双液电池模型为载体深化认识原电池原理和形成条件。
第二节在此基础上进一步理解实用电池,因此本节内容起到一个承上启下的作用。
但是从单液电池模型上升到双液电池模型,需要学生在知识和能力上进行一次较大的跨越。
如何寻找学生的“最近发展区”,完成跨越是在本节教学中重点要解决的问题。
2、教学目标:⑴.知识与技能深入认识原电池工作原理及构成条件能根据氧化还原反应设计双液原电池。
⑵.过程与方法通过实验探究的过程,并利用科学探究的方法,从而提高科学探究的能力,培养科学的思维方式和问题意识。
(3).情感、态度与价值观体验对立和统一的辩证唯物主义世界观培养勇于创新,积极实践的科学精神和科学态度3、教学重、难点:重点:双液原电池的工作原理和构成条件难点:①盐桥的引入及作用②根据氧化还原反应设计双液原电池。
二、【学情分析】已有基础:对原电池原理已有初步认识;具有一定的实验探究能力。
局限..认识:氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。
发展方向:通过实验活动对原电池原理形成完整认识,提高解决问题的能力。
三、【教法、学法的分析】1、教法:本课主要采用了实验探究法,再结合问题探讨法、分析推理和比较归纳法等教学方法,同时合理地运用多媒体等辅助手段,便于达到预期的教学效果。
2、学法:在观察——讨论——分析——总结的过程中,完成单液电池模型上升到双液电池模型知识和能力上的跨越。
高中化学第四章电化学基础4.1原电池教学反思新人教版选修4(2021学年)
宁夏青铜峡市高中化学 第四章 电化学基础 4.1 原电池教学反思 新人教版选修4
选修四 电化学基础知识点总结2021-11-20
选修四电化学基础知识点总结201*-11-20选修四电化学基础知识点总结201*-11-201原电池及其应用1.1原电池原理1.1.1原电池装置构成①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液或熔融的电解质[说明]原电池的两极分别称为正极和负极。
两极中相对活泼(易失电子)的作为负极,相对不活泼的为正极。
负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。
当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路,原电池装置才能发生电化反应产生电流。
112原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中,则构成了原电池。
若将两极用导线相连,则有电流产生。
“发电”的原理说明如下:由于锌比铜活泼,易失电子,Zn为负极,Cu则为正极。
两极相连后,Zn自发失去2电子,不断“溶解”,形成Zn进入溶液。
锌片失去的电子沿外电路到达铜片,此时溶液中阳离子H在铜2--片表面获得电子,形成H2逸出。
与此同时溶液中的阴离子(SO4,OH)移向负极,阳离子(H)移向正极(电池内部离子的迁移是由化学势所推动的,即非电场力做功完成)。
由于电池工作时,电子能自发地从负极经外电路流向正极,在电池内部,溶液中离子能自发地迁移,这样电池就向外提供电能,发电了。
电极反应式表示如下-2负极(Zn)Zn2e=Zn负极发生失电子的氧化反应,流出电子-正极(Cu)2H2e=H2↑正极发生得电子的还原反应,流进电子2总反应式Zn2H=ZnH2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应,仅起作导体作用而已。
因此,正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极(如石墨),效果一样。
12原电池的应用主要有两方面:其一,利用原电池自发进行的氧化还原反应,开发化学电源;其二,抑制原电池反应发生,应用于金属腐蚀的防护。
121常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒,负极-锌筒,电解质-淀粉湖-NH4C与碳粉、MnO2的混合物。
-2-负极反应:Zn-2e=Zn,正极反应:2NH42e=2NH3H2,2MnO2H2=Mn2O3H2O;电池反应:ZnNH4CMnO2=ZnC22NH3Mn2O3H2O②铅蓄电池33电解质溶液为电解液:~4溶液2--2-放电时,负极-o电子时,理论上负极板的质量增加________g。
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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
电极方程式的书写 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 Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2 拆成离子方程式: Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 2eCu2+ 根据化合价升降判断正负极 负极: Cu 失电子 Cu = 正极: Fe3+得电子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Cu A C
原电池盐桥微课
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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 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。
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
负极(锌片): Zn-2e- =Zn2+ (氧化反应) 正极(铜片): Cu2+ +2e-=Cu (还原反应)
2+
电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 电池符号: Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu 负极 盐桥 正极
设计成原电池。你有哪些可行方案? 负极: Cu Cu – 2e- = Cu2+ 正极: 比Cu不活泼的金属或石墨 电解质溶液: 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等
若是采用烧杯和盐桥装置图,采用的电解质溶液又是什么?试 画出原电池的装置简图。
原电池的主要应用:
第四章 电化学基础
第1节 原电池
视频原电池工作原理导入,归纳总结原电池形成条件、 设计原电池、用盐桥改良原电池等几个基本环节,完成了复 习基本概念,总结单池原电池的设计思路,总结双池原电池 的设计思路,还借助微课形式展示盐桥的作用。接下来探讨 原电池电极方程式的书写,原电池的设计,原电池的作用。 在课程实施过程中,学生亲手实验,观察现象,提出疑问, 自主解答,自主设计,自主评价。在自主提问的过程中推动 课的前进,旨在培养学生的动手能力、问题意识,学会实验 ,学会提问、学会探究、学会设计、学会评价。
(1)有两种活泼性不同的金属(或其中一种为非金属导体)
(2)电解质溶液 (3)构成闭合回路 (4)能自发地发生氧化还原反应
3.原电池正、负极规律 (1)负极——电子 属,发生 较强 反应 流入 的极。通常是活泼性 较弱 的
氧化 流出 的极。通常是活泼性 ______的金
(2)正极——电子
金属或非金属导体,发生
2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O 负极总反应: 2Al +8OH- -6e- =2AlO2- + 4H2O
正极:总反应-负极反应
6H2O +6e- =6OH—+ 3H2↑
总反应:2H2+ O2=2H2O 负极: H2 失e-
2H2 - 4e- = 4 H+ 4H+ + 4OH- =4H2O
+ Cu
由两个半电池组成原电池的工作原理 (1)把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,再以适当方 式连接,可以获得电流。 ①在这类电池中,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。 ②在原电池的内部,两极浸在电解质溶液中,并通过阴阳离子 的定向运动而形成内电路。
原电池的工作原理
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形成原电池的条件
形成原电池的条件一
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
形成原电池的条件二
负极总反应: 2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O 正极: 总反应-负极反应 O2 + 2H2O + 4e- =4OH-
练习:写出铅酸蓄电池的电极反应: Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O
正极: PbO2
得电子
= 2PbSO4↓ +4H+ =PbSO4↓ + 2H2O
Pb +SO42- - 2e- 正极: PbO2+SO42- + 2e-
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。
此电池的优点: 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。
FeCl3溶液
②请写出右边原电池的电极方程式。
总反应方程式: 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 拆成离子方程式: 2Al + 2OH- + 2H2O 负极:Al,失e2Al 6e- = 2Al3+ = 2AlO2- + 3H2↑ NaOH溶液 根据化合价升降判断正负极 Mg A Al
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
还原 反应
请根据反应: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计一个单液原电池,并进行实验。
电流表指针发生偏转,但不稳定
CuSO4 溶液
两个电极上都有红色物质生成
CuSO4 溶液
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。 如何才能得到持续稳定的电流?
(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
请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
银锌电池(电解质为KOH)的电池总反应为:
Zn+ Ag2O = ZnO+ 2Ag
写出其正、负极反应。 负极: Zn - 2e- +2 OH- = ZnO + H2O 正极: Ag2O +2e- +H2O = 2Ag +2OH-
原电池的设计 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。
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
形成原电池的条件三
结论:两极相连形成闭合电路
形成原电池的条件四
结论: 一个自发进行的氧池是 将化学能转变为电能 的装置。
氧化还原 原电池反应的本质是发生_____________ 反应。 2.原电池的构成条件:
原电池的正负极的判断方法 电子流出的极 ——负极 微观判断
宏观判断: ①根据电极材料 较不活泼的电极材料 ——正极 发生氧化反应的极 ——负极
电子流入的极 ——正极
较活泼的电极材料 ——负极
②根据原电池电极发生 的反应
③根据电极增重还是减重
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极
工作后