高中化學(xué)選修四課件：4-1原電池

1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 原電池常見考查點1. 原電池正負(fù)極的判斷2. 原電池電極反應(yīng)式的書寫3.原電池電解液中離子的移動方向4.原電池中電子的移動方向5.原電池原理的常見應(yīng)用：電化學(xué)腐蝕，利用電化學(xué)原理保護金屬等6.有關(guān)原電池的簡單計算常見題型1、選擇題為主2、綜合題中的填空題【高考中的原電池】原電池溫故知新1、原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2、構(gòu)成原電池的條件（1）兩極：有兩種活潑性不同的金屬 （或金屬與非金屬）；（2）一液：兩電極在電解質(zhì)溶液中；（3）一閉合：形成閉合回路;原電池反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。原電池的工作原理原理分析負(fù)極:正極：總反應(yīng)：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu

2、Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu氧化反應(yīng)還原反應(yīng)2.電子流向：負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向正極，陽離子在正極得電子3.離子流向：陰離子 負(fù)極，陽離子 正極原電池工作原理小結(jié) 1.電極反應(yīng)：負(fù)極： 較活潑的金屬 失去電子 發(fā)生氧化反應(yīng)；正極：不活潑的金屬或非金屬 得到電子 發(fā)生還原反應(yīng)稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+Zn2e-=Zn2+總反應(yīng)：2H+2e-=H2Zn+2H+=Zn2+H2（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）鋅片：銅片：Cu-Zn原電池工作原理負(fù)極：正極：例1.下列裝置中能組成原電池的是( )CAZnCuH2SO4CuZnA酒精A BZnH2SO4ACuH2SO4C DACuCuH2SO

3、4原電池的判斷例2.一個電池反應(yīng)的離子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 該反應(yīng)的的原電池正確組合是（ ）C原電池構(gòu)成條件ABCD正極ZnCuCuFe負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl例3.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負(fù)極，此金屬是( )A.Mg B.Fe C.Al D.Cu原電池的工作原理B練習(xí).由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的 pH( )A、不變 B、先變大后變小 C、逐漸變大 D、逐漸變小C判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()()電極方程式

4、書寫()()2H+ + 2e-H2負(fù)極：總反應(yīng)：正極： Zn 2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2 書寫電極方程式方法： 確定負(fù)極材料和得電子的物質(zhì)，確定正負(fù)極產(chǎn)物2、利用電荷守恒寫出電極反應(yīng)式Zn-Ag-稀硫酸原電池負(fù)極：正極：總反應(yīng)：正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4Zn-Cu-稀鹽酸原電池Fe-Ag-CuSO4原電池 把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，

5、c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為 ( )Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B應(yīng)用：比較金屬活動性強弱 請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+設(shè)計成一個原電池。1、電解液： 。2、電極材料： 正極 ，負(fù)極 。3、電極反應(yīng)式 ：負(fù)極: .正極: . 1、電解液： 硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液 2、電極材料： 負(fù)極：鐵， 正極：銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬 原電池的設(shè)計 Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu 問題：下圖是我

6、們在必修2中學(xué)習(xí)過的鋅片和銅片與CuSO4構(gòu)成的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時間稍長電流就很快減弱，因此不適合實際應(yīng)用。 這是什么原因造成的呢？ 原 電 池原因：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，會有銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。CuSO4 溶液思考：如何才能得到持續(xù)穩(wěn)定的電流？ 2、鹽橋的作用：（1）使兩溶液保持電中性，。（2）形成閉合回路 雙液原電池1、鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。 K+和Cl-能在膠凍內(nèi)自由移動。

7、 3、雙液原電池的優(yōu)點：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。雙液原電池的工作原理鹽橋中Cl-向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極，使電流持續(xù)傳導(dǎo)。Zn-2e-=Zn2+Cu2+2e-=Cu總反應(yīng)：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu兩個原電池裝置本質(zhì)上是完全相同的。原電池的工作原理練習(xí)： 為了獲得較長時間的穩(wěn)定電流,如何將由“Zn-稀H2SO4-Cu”組成的原電池（如左下圖）進行簡單改裝？CuZnH2SO4AZnSO4H2SO4AZn Cu請將氧化還原反應(yīng) Cu+2Ag+ = Cu2+2Ag 設(shè)計成一個能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置Cu

8、CuSO4AgAgNO3利用反應(yīng)Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 ， 設(shè)計一個單液原電池，一個雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。 (+)(-) G Cu Pt FeCl3溶液負(fù)極（Cu）：Cu-2e-=Cu2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）(+)(-)鹽橋Cu C CuCl2溶液FeCl3溶液 G 原電池的設(shè)計練習(xí)1. 在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是( )(A)正極附近的SO42 離子濃度逐漸增大 (B)電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片(C)正極有O2逸出 (D)銅片上有H2逸出D鞏

9、固練習(xí)練習(xí)2、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是( D )A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定B. 保持平衡狀態(tài)C. 鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D. 銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜練習(xí)3. 依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。鹽橋XYACuSO4溶液電流計Ag請回答下列問題：(1)電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_；(2)銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_；(3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。銅(或Cu)AgNO3

10、溶液正Age = AgCu -2e = Cu2負(fù)(Cu)正(Ag)1.在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4 溶液的濃度為0.125mol/L , 若工作一段時間后，從裝置中共收集到 0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為 mol,溶液的pH值變_？（溶液體積變化忽略不計）0.2解得：y 0.015 (mol)x 0.015 (mol)3.75 10 4(mol/L )pH -lg3.75 1044 -lg3.75 答：0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負(fù)極：Zn2e-Zn2+2H+2e- H2得：2 2 22.4x y 0.168解：0.20.1252c(H+)余2H+ 2eH2大0.015拓展提高2.市場上出售的“熱敷袋”，其主要成分是：鐵屑、炭粉、木屑與少量NaCl、水等。它在使用之前，需要塑料袋與空氣隔絕。使用時開啟塑料袋上的小孔，輕輕揉搓就會有熱量放出。當(dāng)使用完后還會發(fā)現(xiàn)有鐵銹生成。(1) 熱敷袋使用時，為什么會放出熱量？(3)試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。(2)碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？(1) 熱敷袋使用時，為什么會放出熱量？(3)試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化