高中化學(xué)化學(xué)反應(yīng)原理課件131原電池的工作原理課件（48張）

第1課時(shí)原電池的工作原理第1章

第3節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.以銅鋅原電池為例，熟悉原電池的工作原理。2.會(huì)正確判斷原電池的正極和負(fù)極。3.學(xué)會(huì)原電池電極反應(yīng)式的書寫方法。一原電池的工作原理達(dá)標(biāo)檢測(cè)提升技能二原電池的電極判斷及電極反應(yīng)式的書寫內(nèi)容索引一原電池的工作原理新知導(dǎo)學(xué)1.按右圖所示裝置，完成實(shí)驗(yàn)并回答下列問(wèn)題：(1)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是①鋅片_____，銅片________，CuSO4溶液顏色____。②檢流計(jì)的指針________，該裝置中的能量變化是______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)__能。溶解加厚變亮變淺發(fā)生偏轉(zhuǎn)化學(xué)電(2)電子流動(dòng)方向和電流方向①外電路：電子由___電極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向___電極，電流由__電極流向__電極。②內(nèi)電路：電流由___電極流向___電極。鋅銅銅鋅鋅銅(4)用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度，其變化是__________________，原因是_________

_____________________________________________________。(3)電極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)式是________________；正極反應(yīng)式是________

_______；總反應(yīng)式是_____________________。Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===CuZn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu還有部分溶液的溫度略有升高Cu2＋直接在鋅電極上得電子被還原，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能相關(guān)視頻2.按下圖所示裝置，完成實(shí)驗(yàn)，并回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，你能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________；____________________________________________。①鋅片溶解，銅片加厚變亮②檢流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；③CuSO4溶液的顏色變淺(2)用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度，其結(jié)果是__________________________，由此可說(shuō)明____________________________________________。溶液的溫度不升高(或無(wú)變化)CuSO4溶液中的Cu2＋不能移向鋅片得電子被還原(3)離子移動(dòng)方向①硫酸鋅溶液中：_____向鹽橋方向移動(dòng)；②硫酸銅溶液中：_____向銅極方向移動(dòng)；③鹽橋中：K＋移向____極區(qū)(CuSO4溶液)，Cl－移向___極區(qū)(ZnSO4溶液)。Zn2＋Cu2＋正負(fù)不偏轉(zhuǎn)。如果要使檢流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該裝置中必須形成閉合回路，若取出鹽橋，很顯然該裝置未構(gòu)成閉合回路，檢流計(jì)指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(4)若取出裝置中的鹽橋，檢流計(jì)的指針是否還會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？為什么？答案相關(guān)視頻3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與問(wèn)題1中的原電池裝置相比較，問(wèn)題2中雙液原電池具有的特點(diǎn)是(1)具有鹽橋。取下鹽橋，無(wú)法形成_________，反應(yīng)不能進(jìn)行。(2)兩個(gè)半電池完全隔開(kāi)，Cu2＋無(wú)法移向鋅片，防止________與______反應(yīng)，有利于最大程度地將______轉(zhuǎn)化為_(kāi)____。閉合回路Cu2＋化學(xué)能電能負(fù)極Zn1.原電池的工作原理氧化反應(yīng)陰歸納總結(jié)電流還原反應(yīng)陽(yáng)2.原電池正負(fù)極的判斷弱入強(qiáng)陽(yáng)出入出陰還原氧化3.原電池的設(shè)計(jì)從理論上講，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個(gè)電極。(1)電解質(zhì)溶液：一般能與____反應(yīng)，或者溶解在溶液中的物質(zhì)(如O2)與____反應(yīng)。(2)電極材料：一般較活潑的金屬作為_(kāi)____，較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體作為_(kāi)____。負(fù)極正極負(fù)極負(fù)極1.關(guān)于下圖所示的原電池，下列說(shuō)法正確的是

活學(xué)活用答案解析A.電子從鋅電極通過(guò)檢流計(jì)流向銅電極B.鹽橋中的陰離子向硫酸銅溶液中遷移C.鋅電極發(fā)生氧化反應(yīng)；銅電極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)是2H＋＋2e－

===H2↑D.取出鹽橋后，檢流計(jì)仍會(huì)偏轉(zhuǎn)，銅電極在反應(yīng)前后質(zhì)量不變鋅片為負(fù)極，銅片為正極，電子從負(fù)極流向正極，A選項(xiàng)正確；鹽橋中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，銅電極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；取出鹽橋后不能形成原電池，銅電極在反應(yīng)后質(zhì)量增加，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.根據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，畫出原電池示意圖并在圖中加入檢流計(jì)，注明電極材料名稱和電解質(zhì)溶液，其中鹽橋?yàn)轱柡蚄NO3瓊脂溶液。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)銀電極為電池的__極，寫出兩電極的電極反應(yīng)式：Ag電極：

_________________；Cu電極：

________________。答案解析

Cu－2e－===Cu2＋正

2Ag＋＋2e－===2Ag由反應(yīng)方程式可知，該電池的電極反應(yīng)式為正極：2Ag＋＋2e－===2Ag，負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋。所以負(fù)極應(yīng)為Cu，正極為Ag，電解質(zhì)溶液應(yīng)為CuSO4溶液和AgNO3溶液，外電路中的電子從Cu極流向Ag極。鹽橋中的K＋移向正極(Ag極)，

移向負(fù)極(Cu極)。(2)外電路中的電子是從____電極流向____電極。(3)鹽橋中向CuSO4溶液中遷移的離子是___(填字母)。A.K＋

B.AgBCuC.Ag＋答案答案二原電池的電極判斷及電極反應(yīng)式的書寫判斷依據(jù)正極負(fù)極電極材料______________________________電子流向_________________電極反應(yīng)__________________電極現(xiàn)象___________________________1.原電池電極(正極、負(fù)極)的判斷依據(jù)有多種。試填寫下表：新知導(dǎo)學(xué)活潑金屬不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體電子流入電子流出氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極增重或產(chǎn)生氣體電極減輕2.將鐵片、銅片用導(dǎo)線連接后，置于稀硫酸中，形成原電池，其正極反應(yīng)式__________________；負(fù)極反應(yīng)式________________；總反應(yīng)方程式_________________________。

Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。根據(jù)活潑性，鐵為負(fù)極。答案

解析3.有一紐扣電池，其電極分別為Zn和Ag2O，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電池的總反應(yīng)為Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。(1)Zn發(fā)生_____反應(yīng)，是___極，電極反應(yīng)式是________________。(2)Ag2O發(fā)生____反應(yīng)，是__極，電極反應(yīng)式是______________________

___________。Zn－2e－===Zn2＋Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－氧化負(fù)還原正1.一般電極反應(yīng)式的書寫方法(1)定電極，標(biāo)得失。按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量。(2)看環(huán)境，配守恒。電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H＋應(yīng)讓其結(jié)合OH－生成水。電極反應(yīng)式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平。(3)兩式加，驗(yàn)總式。兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)方程式對(duì)照驗(yàn)證。歸納總結(jié)2.已知電池總反應(yīng)式，書寫電極反應(yīng)式(1)分析化合價(jià)，確定正極、負(fù)極的反應(yīng)物與產(chǎn)物。(2)在電極反應(yīng)式的左邊寫出得失電子數(shù)，使得失電子守恒。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒配平電極反應(yīng)式。3.利用反應(yīng)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2設(shè)計(jì)成如下圖所示原電池，回答下列問(wèn)題：(1)寫出電極反應(yīng)式：正極___________________；負(fù)極________________?；顚W(xué)活用答案2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

Cu－2e－===Cu2＋

解析該原電池中Cu為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋；C為正極，電極反應(yīng)式為2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。X應(yīng)為FeCl3溶液，Y應(yīng)為CuCl2溶液。原電池工作時(shí)，鹽橋中的陽(yáng)離子向正極(C)移動(dòng)。(2)圖中X溶液是_____，Y溶液是______。(3)原電池工作時(shí)，鹽橋中的____(填“陽(yáng)”或“陰”)離子向X溶液方向移動(dòng)。答案FeCl3

陽(yáng)CuCl2

答案4.某探究活動(dòng)小組想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，有甲、乙兩位同學(xué)均使用鎂片與鋁片作為電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol·L－1的稀H2SO4中，乙同學(xué)將電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如圖所示。(1)寫出甲池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：負(fù)極_________________，正極_________________。Mg－2e－===Mg2＋

答案

解析2H＋＋2e－===H2↑甲池中電池總反應(yīng)方程式為Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，Mg為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋；Al為正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。(2)寫出乙池中發(fā)生的有關(guān)電極反應(yīng)的反應(yīng)式：負(fù)極_____________________________，正極_________________________?？偡磻?yīng)離子方程式為_(kāi)_____________________________________。2Al＋8OH－－6e－===2[Al(OH)4]－

答案

解析6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑

2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑乙池中電池總反應(yīng)方程式為2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，負(fù)極上為Al被氧化生成Al3＋后與OH－反應(yīng)生成[Al(OH)4]－，電極反應(yīng)式為2Al＋8OH－－6e－===2[Al(OH)4]－；正極產(chǎn)物為H2，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑。達(dá)標(biāo)檢測(cè)提升技能1.用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂-KNO3的U形管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應(yīng)為Ag＋＋e－===Ag③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A.①②

B.②③

C.②④

D.③④答案解析√12345銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線、鹽橋構(gòu)成一個(gè)原電池，Cu為負(fù)極，Ag為正極，兩極電極反應(yīng)分別為負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋，正極：2Ag＋＋2e－===2Ag，鹽橋起到了傳導(dǎo)離子、形成閉合回路的作用，電子的流向是由負(fù)極流向正極，電流的方向與電子的流向相反，因此C正確。123452.某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。下列敘述不正確的是A.a和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出B.a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋

＋2e－===CuC.無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從

藍(lán)色逐漸變成淺綠色D.a和b用導(dǎo)線連接后，電流由鐵電極經(jīng)導(dǎo)線流向

銅電極答案解析√12345a和b不連接時(shí)，F(xiàn)e和Cu2＋直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出，A項(xiàng)正確；若a和b用導(dǎo)線連接，則構(gòu)成原電池，此時(shí)鐵為負(fù)極，銅為正極，電極反應(yīng)式分別為Fe－2e－===Fe2＋，Cu2＋＋2e－===Cu，B項(xiàng)正確；分析選項(xiàng)A、B可知，選項(xiàng)C是正確的；在原電池中，電流應(yīng)由正極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，故D項(xiàng)錯(cuò)。123453.某電池的總反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是答案解析√12345

正極負(fù)極電解質(zhì)溶液ACuFeFeCl3溶液BCFeFe(NO3)2溶液CFeZnFe2(SO4)3溶液DAgFeCuSO4溶液能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋的原電池應(yīng)符合以下條件：①負(fù)極為Fe，正極材料的活潑性比Fe差；②電解質(zhì)溶液應(yīng)為含F(xiàn)e3＋的溶液，B、D兩項(xiàng)電解質(zhì)溶液選錯(cuò)；C項(xiàng)負(fù)極材料選錯(cuò)。123454.某原電池裝置如圖所示。下列有關(guān)敘述中正確的是A.Fe為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)B.工作一段時(shí)間后，兩燒杯中溶液

pH均不變C.負(fù)極反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑D.工作一段時(shí)間后，NaCl溶液中

c(Cl－)增大答案解析√12345該裝置是原電池