高中化學選修4,《4.1原電池》課件

第一節(jié)原電池電化學基礎

形形色色的電池KOH溶液CH4O2H2Oa極b極

A

CuZn

稀H2SO4復習：動畫模擬原電池的原理探究實驗1:將鋅電極和銅電極分別通過導線與電流計連接,并使鋅電極和銅電極不接觸,同時浸入到裝有硫酸銅溶液的燒杯中，觀察電流計指針方向、鋅電極變化及其讀數(shù)的變化。鋅極變細，銅極變粗；現(xiàn)象:實際：隨著時間的延續(xù),

銅極上很快就聚集了許多氫氣泡，把銅極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就增加了電池的內阻，使電流不能暢通。這種作用稱為極化作用。鋅片上也逐漸被銅覆蓋,電流計指針偏轉角度逐漸變小直至為零。

用什么辦法可避免Cu2+在鋅片上也還原析出銅,以延長電池放電時間提高供電效率?設想：把鋅電極與CuSO4溶液分開思考:一、對鋅銅原電池工作原理的進一步探究理論：電流計指針偏轉,指示電子是由鋅極流向銅極;

按課本P71圖4-1所示,將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液分別通過導線與電流計連接，探究實驗2

電流計指針偏轉,指示電子是由鋅極流向銅極有電流通過電路,是原電池裝置;有鹽橋時現(xiàn)象:

由兩個半電池組成，鋅和鋅鹽組成鋅半電池，銅和銅鹽組成銅半電池；每個半電池中的電極與電解質溶液互不反應，中間通過鹽橋連接形成閉合回路。裝置特點：二、雙液原電池的工作原理分析電極反應：負極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應）正極（Cu）：Cu2++2e-=Cu（還原反應）電池總反應：Zn+Cu2+=Zn2++Cu2、判斷電子的流動路線？溶液中陰、陽離子移動趨勢？外電路：電子由負極（Zn片）流向正極（Cu片）；內電路：陽離子移向正極（Cu片）；陰離子移向負極（Zn片）。1、確定該原電池的正、負極，并寫出原電池中的兩個電極半反應和電池反應方程式。（1）是離子通道，與外電路的電子通道相銜接；（2）是離子庫，為保持溶液電中性，氧化作用產(chǎn)生的Zn2+需要陰離子來補充，Cu2+發(fā)生還原反應，需要陽離子來補充；而作為KCl飽和溶液鹽橋有足夠的離子供給，所以是離子庫。3、鹽橋的作用（參考課本P72第三段）-+鹽橋制法：1)將熱的瓊膠溶液倒入U形管中(注意不要產(chǎn)生裂隙)，將冷卻后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的飽和溶液中即可。2)將KCl或NH4NO3的飽和溶液裝入U形管，用棉花塞住管口即可。氧化反應Zn-2e-=Zn2+

銅鋅原電池電解質溶液鹽橋失e-，沿導線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應Cu2++2e-=Cu陰離子陽離子負極正極陽離子銅鋅雙液原電池原理外電路內電路Zn+Cu2+=Zn2++Cu2e-電極反應總式：化學能電能氧化還原反應原電池反應本質：三、由兩個半電池組成原電池的工作原理(1)把氧化反應和還原反應分開在不同區(qū)域進行，再以適當方式連接，可以獲得電流。①在這類電池中，用還原性較強的物質作為負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較強的物質作為正極，正極從外電路得到電子。（2）電解質溶液的選擇

兩個半反應分別在兩個燒杯中進行，則左右兩個燒杯中的電解質溶液應與電極材料具有相同的陽離子。②在原電池的內部，兩極浸在電解質溶液中，并通過陰陽離子的定向運動而形成內電路。四、原電池的設計①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負極，銅作正極②金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負極，石墨棒作正極③金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛板作負極，PbO2作正極④惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt（電池的電極必須導電）電解質溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應。但若是兩個半反應分別在兩個燒杯中進行，則左右兩個燒杯中的電解質溶液應與電極材料具有相同的陽離子。請根據(jù)氧化還原反應:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設計成原電池。你有哪些可行方案?CuCu–2e-=Cu2+比Cu不活潑的金屬或石墨2Fe3++2e-=2Fe2+

Fe2(SO4

)3、FeCl3等負極：正極：電解質溶液：練一練若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質溶液又是什么？1.根據(jù)上述原理,為獲得較長時間的穩(wěn)定電流,如何將必修2中由“Zn-稀H2SO4-Cu”組成的原電池（如左下圖）進行簡單改裝？課堂練習（上述原理的應用）ZnSO4H2SO4AZnCuCuZnH2SO4A2.根據(jù)下式所表示的氧化還原反應設計一個原電池。Zn(S)+Fe2+(aq)=Zn2+(aq)+Fe(S)（1）裝置可采用燒杯和