人教版高中化学《原电池》课件

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(4)内部条件:能自发进行氧化还 原反应。
下列装置中电流表指针会发生偏转的
是(
Байду номын сангаас

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 电子流入的极
——负极 ——正极
宏观判断: ①根据电极材料
较活泼的电极材料 ——负极
②根据原电池电极 发生的反应
较不活泼的电极材料 ——正极 发生氧化反应的极 ——负极
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
学习目标:
1.体验化学能与电能相互转化的探究过程。 2.进一步了解原电池的工作原理和构成原电池
的条件。 3.能够书写电极反应式和电池反应方程式. 4.初步形成判断、分析、设计原电池的能力。
电池发明的小故事
(意大利生物 学家伽伏尼)
1791年他在实验室解剖时, 将悬有去了皮的青蛙腿的铜 钩挂在铁架台上,发现蛙腿 会有肌肉抽搐的现象。伽伏 尼认为动物的组织会产生电 流,而金属是传递电流的导 体。
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。
G
Zn
Cu
提炼模 型
稀H2SO4
此铜锌原电池装置中 正负极分别发生了什么 反应? 电流是如何产生的?
G
Zn
Cu
稀H2SO4
负极:氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
正极:还原反应 2H++2e-=H2↑
电子e-
电流
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。
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。
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。
负极(锌片): Zn -2e - = Zn 2+ (氧化反应)
正极(铜片): Cu2+ + 2e - = Cu (还原反应)
发生还原反应的极 ——正极
③根据电极增重还是减重
质量增加的电极 ——正极
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
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,则四种金
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?
硫酸铜溶液
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,不在构成原 电池了,也就没有电流在产生。
属的活动性顺序由强到弱的为 ( ) B
A.a > b > c > d B.a > c > d > b C.c > a > b .> d D.b > d > c > a
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
四、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。
他从独特的角度认为电 流是由两种不同的金属产 生的,经过一系列的实验, 终于在1800年成功研制 了世界上第一个能产生稳 (法国物理定电流的电池(见下图)。
学家、化学 家伏特)
一、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。
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
请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
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
H+Zn2+
SO42-
复习回顾:
判断下列哪些装置能构成原电池。为什么?
(可以) (不可以)
(可以)
(可以)
形成条件一: 活泼性不同的两个电极
负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属、石墨等
形成条件二:电极需插进电解质溶液中
形成条件三:必须形成闭合回路
二.构成原电池的条件
(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。
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?
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 得出结论
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。
2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ 电解质溶液: 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。
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
五、对铜锌原电 池工作原理的进一步探究
上图是原电池,如果用它 做电源,不但效率低,而 且时间稍长电流就很快减
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