资源简介

(共21张PPT)
纽扣电池
铅蓄电池
干电池
现代生活离不开方便实用的化学电源。各种各样的化学电源都是依据原电池的原理制造的。
手机电池
笔记本电池
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池 课时1
1.认识原电池的形成条件、原理及应用；
2.能根据电极反应、电流方向或离子的移动方向判断原电池的
正极和负极；
3.能书写电极反应和总反应方程式；
4.能设计简单的原电池。
原电池是化学能转化为电能的装置，它的形成条件有哪些？
一、原电池的工作原理
1.原电池的形成条件
(1)有能自发进行的氧化还原反应。
(2)有两种活动性不同的能导电的电极。
(3)两极相连形成闭合回路。
①活动性不同的金属或非金属导体（如石墨）
②两相同的导体（如Pt黑）但吸附有不同的物质导致其活动性不同
外电路：用导线连接/两电极直接或间接接触
内电路：两电极插入电解质溶液或熔融电解质中
现象： 。
锌片逐渐溶解，铜片上有红色固体析出
锌片：Zn－2e－===Zn2+
铜片：Cu2++2e－===Cu
电池总反应：
Cu2++Zn===Cu+Zn2+
（还原反应—正极—氧化剂）
（氧化反应—负极—还原剂）
[思考] 在正极、负极上分别发生了什么反应？
CuSO4
2.原电池的工作原理
CuSO4
1.电子流向：原电池中电子由负极流出，经导线流向正极；两极转移电子数相等。
3.离子移动方向：溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
[思考] 电子，电流，阴阳离子定向移动方向为？
2.电流方向：电流方向与电子流向恰好相反，即由正极经导线流向负极。
负极
正极
e-
电解质溶液
阴离子移向
阳离子移向
I
[思考] 研究发现如果用它做电源，一段时间后，即使反应物仍然很多，电流却很快减弱，而且锌片上也有红色固体析出，为什么？该装置中发生了哪些能量转换？
CuSO4
电极材料与电解质溶液接触，部分Zn与Cu2+直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，锌表面也构成了原电池，致使向外输出的电流强度减弱。
如何改进？
将锌片与硫酸铜溶液隔离
CuSO4溶液
Zn
Cu
改进
CuSO4溶液
Zn
Cu

ZnSO4溶液
[思考] 闭合开关后，电流表指针没有变化，为什么？
没有形成闭合回路
盐桥：含有KCl饱和溶液的琼胶
[思考] 盐桥在此的作用是什么？
①形成闭合回路，代替两溶液直接接触。
②提供离子，平衡电荷。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。
3.锌铜原电池
[思考] 该锌铜原电池工作时，电子的运动方向是怎样的？
CuSO4溶液
Zn
Cu
ZnSO4溶液
e-
[思考] 该锌铜原电池工作时，离子在电解质溶液中的运动方向是怎样的？
Zn2+
Cu2+
负极一端Zn失去电子变成Zn2+进入溶液，电子由负极通过导线流向正极；正极一端的Cu2+获得电子变成Cu沉积在铜片上。
[思考] 盐桥中的离子是怎样运动的？
盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使氧化还原反应持续进行。
CuSO4溶液
Zn
Cu
ZnSO4溶液
[思考] 该锌铜原电池可看作由两个半电池组成，一个发生氧化反应，另一个发生还原反应。试写出两个电极上的反应及总反应的离子方程式？
锌片：Zn－2e－===Zn2+
铜片：Cu2++2e－===Cu
总反应：
Cu2++Zn===Cu+Zn2+
（还原反应）
（氧化反应）
[思考] 依据同样的原理，可以将其他自发进行的氧化还原反应设计成原电池。请利用2Al+3Cu2+===2Al3++3Cu，设计原电池：
如何判断原电池的正负极呢？
4.原电池正负极的判断
负极
正极
离子移向
电极材料
电极反应
电子流向
电极现象
活泼的金属
较不活泼的金属或非金属
阳离子移向
还原反应
电子流入
电极增重、产生气体
阴离子移向
氧化反应
电子流出
电极溶解
CuSO4溶液
Al
Cu
Al2(SO4)3溶液
负极
正极
2Al+3Cu2+===2Al3++3Cu
负极：Al－3e－===Al3+
（还原反应）
（氧化反应）
正极：Cu2++2e－===Cu
[设计思路]
a.有自发的氧化还原反应；
b.把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，由此确定电极反应；
c.确定电极材料及其电解液；
d.画出原电池装置示意图。
5.设计原电池
二、原电池的应用
1.比较金属的活动性强弱
原电池中,　　　一般是活动性较强的金属,　　　一般是活动性较弱的金属(或非金属)。
正极
负极
[例1]a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，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，则四种金属的活动性顺序为 （ ）
A.a>b>c>d B.a>c>d>b
C.c>a>b>d D.b>d>c>a
B
2.加快氧化还原反应的速率
在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中的粒子运动时相互干扰小,使反应速率加快。
如：1.实验室制H2时，纯锌比粗锌与酸反应慢。
2.实验室制H2时，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
3.生铁比纯铁与酸反应较快。
3.金属的电化学腐蚀与防护（第三节）
将需要保护的金属制品作原电池的 而受到保护。
正极
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)原电池工作时,正极表面一定有气泡产生（ ）
(2)Mg-Al形成的原电池,Mg一定作负极 (　　)
(3)在原电池中, 正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化反应 (　　)
(4)实验室制备H2时,用粗锌(含Cu、Fe等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳(　　)
(5)铁铜原电池中,负极反应式为Fe-3e-Fe3+ (　　)
(6)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极移动 (　　)
(7)锌铜原电池中,因为有电子通过电解质溶液,形成闭合回路,所以有电流产生 (　　)
[练一练]
2.判断下列装置的正负极，并写出电极方程式？
负极：
正极：
总反应式：
Mg-2e－===Mg2+
2H++2e－===H2↑
2H++Mg===H2↑+Mg2+
负极：
正极：
总反应式：
2Al+2OH－+2H2O===2AlO2 +3H2↑
－
2Al+8OH－-6e－===2AlO2+4H2O
－
6H2O+6e－===6OH－+3H2↑
[注意] 原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。
3.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是　　;电解质溶液Y是　　　　　　　　　。
(2)银电极为电池的　　　　极,发生的电极反应为　　 　;
X电极上发生的电极反应为　　　　　　　　　　　　。
(3)外电路中的电子是从　　　　极流向　　　极。
Cu-2e-=Cu2+
Cu
AgNO3溶液
正
2Ag++2e-=2Ag
负(Cu)
正(Ag)
①④⑤⑥
4.在如图所示的装置中，不能形成原电池的是 ，并指出原因。
原电池
形成条件
工作原理
锌铜原电池
盐桥
原电池正负极判断
设计原电池
原电池的应用

展开更多......

收起↑