黑龍江省虎林市高中化學《原電池》課件 新人教版選修3

1、電池發(fā)明的小故事,1791年他在解剖時在實驗室將懸有去了皮的青蛙腿的銅鉤掛在鐵架臺上，當青蛙碰到鐵桿時，發(fā)現(xiàn)蛙腿會有肌肉抽搐的現(xiàn)象。伽伏尼認為動物的組織會產(chǎn)生電流，而金屬是傳遞電流的導體。,（意大利生物學家伽伏尼）,【演示實驗一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？,鋅片上有氣泡產(chǎn)生,原理:,Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,【演示實驗二】鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中有何現(xiàn)象？,實驗現(xiàn)象： 銅片上有氣泡產(chǎn)生,問題探究,1.銅片上產(chǎn)生什么氣體?,有人說H2是由銅和稀硫酸在這種特定的條件下反應產(chǎn)生出來的。這種想法正確嗎？,2.銅片上的電子從何來?,2H+ + 2e=H2,Cu,Zn,

2、稀硫酸,Zn2+,H+,H+,電流計,Zn2e = Zn2+,2H+ + 2e=H2,3.如何檢驗電子的流動?,從化學反應來看，使自發(fā)進行的氧化還原反應的氧化和還原兩個過程分別在兩個電極上發(fā)生，使電子定向移動形成電流，實現(xiàn)化學能轉(zhuǎn)化為電能。,工作原理,電池發(fā)明的小故事,1791年他在解剖時在實驗室將懸有去了皮的青蛙腿的銅鉤掛在鐵架臺上，當青蛙碰到鐵桿時，發(fā)現(xiàn)蛙腿會有肌肉抽搐的現(xiàn)象。伽伏尼認為動物的組織會產(chǎn)生電流，而金屬是傳遞電流的導體。,他從獨特的角度認為電流是由兩種不同的金屬產(chǎn)生的，經(jīng)過一系列的實驗，終于在1800年成功研制了世界上第一個能產(chǎn)生穩(wěn)定電流的電池（見右圖）。,（意大利生物學家伽伏

3、尼）,（法國物理學家、化學家伏特）,問題探究：使電子定向移動形成電流應該具備哪些條件？,1、前提：自發(fā)進行氧化還原反應（有電子轉(zhuǎn)移）,Cu Zn原電池中Zn片換成Ag片能形成原電池嗎 ？,（不可以）,2、電子為什么會定向移動（動力）？,電子定向移動的動力：兩極有電勢差 條件：兩種不同的金屬 （或一種金屬與石墨）作電極,電解質(zhì)溶液,（不可以）,能形成原電池嗎 ？,（可以）,Cu,Zn,整個裝置形成電流的閉合回路,負極,正極,電燈,3、電子要定向移動還需什么條件?,原電池的構成條件： 1、能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應 2、兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導體） 構成電極（活潑的為負極）

4、3、電解質(zhì)溶液 4、構成閉合回路,(),(),(),2H+2e-H2,負極：,總反應：,正極：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),負極：,正極：,總反應：,正極：,負極：,總反應：,Zn2e- Zn2+,2H+2e- H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e - Fe2+,Cu2+2e- Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,（不可以）,Cu,Zn,外電路：負極不斷產(chǎn)生電子跑到正極 電流：正極到負極,負極,正極,電燈,Cu,Zn,溶液中陰陽離子分別向哪一個電極運動？,Zn2+,負極,正極,靜電作用,內(nèi)電路：,陽離子,正極,陰離子,負極,鐵 棒,銅 棒,有下列材料:Al條(2

5、片),Cu條(2片),電線,水果(西紅柿),電流計等,請設計能使電流計轉(zhuǎn)動的裝置.,活動與探究二,如教材P13圖1-8所示，向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液和 30ml1.0mol/L的ZnSO4溶液分別插入銅片和鋅片，連接導線和電流計，觀察現(xiàn)象。將鹽橋插入兩只燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液，觀察現(xiàn)象。,現(xiàn)象:,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 鋅片變薄 銅片變厚,根據(jù)Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu設計一個原電池，畫出示意圖，寫出電極反應。,活動與探究二,設計原電池的思路：,3.畫出裝置示意圖,前提：是氧化還原反應,1、根據(jù)氧化還原反應電子轉(zhuǎn)移判斷電極反應。,2、根據(jù)電極反應確定合適的電極材料和電解質(zhì)

6、溶液,怎樣能使電解質(zhì)溶液連通構成原電池？,鹽橋中一般裝有飽和的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。,CuSO4,ZnSO4,思考： 1、鹽橋的作用是什么？,2、 此電池的優(yōu)點？,能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流，提高原電池電流效率。,補充電荷，使兩池溶液保持電中性。,使裝置形成閉合路。,Cu,Fe,CuSO4,FeSO4,練習： 利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+設計一個原電池，畫出示意圖，寫出電極反應。,正極：2Fe32e- =2Fe2+,負極：Cu-2e- =Cu2+,Cu,C,CuSO4,FeCl3,(-)：Zn 2e- = Zn2+,

7、(+)：2H+ +2e- = H2,電池反應： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,3、把右圖設計成有鹽橋的原電池裝置，并寫出電極反應式及電池反應方程式,、原電池的正負極的判斷方法,電子流出的極 電子流入的極,負極 正極,較活潑的電極材料 較不活潑的電極材料,質(zhì)量增加的電極 工作后 質(zhì)量減少的電極,負極 正極,正極 負極,工作后，有氣泡冒出的電極為正極,發(fā)生氧化反應的極 發(fā)生還原反應的極,負極 正極,1.如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時A極逐漸變粗，B極逐漸變細，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應是下列各組中的哪一組（ ）,A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4 B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸

8、 C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液 D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液,D,負極：2 Al+ 8OH6e- =2Al O2 +4H2O 正極：6H+ + 6 e- =3 H2 總：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2 ,稀 硫 酸,負極： Mg 2e- = Mg2+ 正極： 2H+ + 2e- = H2 總：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ,、原電池電極反應式的書寫,1、確定原電池正負極，以及兩極上發(fā)生反應的物質(zhì)，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應 2、重視介質(zhì)是否參加反應，注意兩極得失電子總數(shù)相等 3、將兩極電極反應式相加即得原電池的總反應式,練習：

9、1、下列關于下圖所示原電池的說法正確的是 A 鋁片為正極 B 正極上有H2產(chǎn)生 C Al是電池的負極，開始工作時溶液中會立即有白色沉淀析出 D 當轉(zhuǎn)移0.04 mol e- 時，產(chǎn)生 0.01 mol O2,Cu,B、C,5.利用原電池原理設計新型化學電池；,2.改變化學反應速率，如實驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣；,1.進行金屬活動性強弱比較；,3.電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。,原電池的主要應用：,4.解釋某些化學現(xiàn)象,練習2. X、Y、Z、W四種金屬片進入稀鹽酸中,用導線連接,可以組成原電池,實驗結果如下圖所示: 則四種金屬的活潑性由強到弱的順序為 _

10、,ZYXW,(1)比較金屬活動性強弱。,例1：,下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是,C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；,A.甲和乙用導線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2氣放出；,B.在氧化還原反應中，甲比乙失去的電子多；,D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；,（C）,原電池原理應用：,(2)比較反應速率,例2 ：,下列制氫氣的反應速率最快的是,粗鋅和 1mol/L 鹽酸；,B.,A.,純鋅和1mol/L 硫酸；,純鋅和18 mol/L 硫酸；,C.,粗鋅和1mol/L 硫酸的反應中加入幾滴CuSO4溶液。,D.,（ D ）,原電池原理應用：,(3)比較金屬腐蝕的快慢,例

11、3：,下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是,(5),(2),(1),(3),(4),原電池原理應用：,例4：,下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速 率由慢到快的順序是,(4),(2),(1),(3),(4)判斷溶液pH值變化,例5：,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，則流過導線的電子為 mol,溶液的pH值變_(填“變大”、“變小”、“不變”)？（溶液體積變化忽略不計）,變大,0.015,原電池原理應用：,(5)原電池原理的綜合應用,例6：市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋”