選修4-化學(xué)反應(yīng)原理第四章第一節(jié)原電池第1課時(shí)ppt課件

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第四章 電化學(xué)基礎(chǔ),第一節(jié) 原電池,第1課時(shí),新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列,選修4 化學(xué)反應(yīng)原理,1,形成原電池的條件,,,,,u,知識(shí)回顧,原電池,2,,結(jié)論：,形成原電池的條件一,有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極,知識(shí)回顧,原電池,3,形成原電池的條件二,結(jié)論：,電極材料均浸入電解質(zhì)溶液中,,知識(shí)回顧,原電池,4,形成原電池的條件三,,結(jié)論：,兩極相連形成閉合電路,知識(shí)回顧,原電池,5,形成原電池的條件四,結(jié)論：,,一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),u,知識(shí)回顧,原電池,6,組成原電池的條件,1、有兩種活潑性不同的金屬（或一種是 非金屬導(dǎo)體）作電極 2、電極材料均浸入電解質(zhì)溶液中 3、兩極相連形成閉合電路 4、一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),知識(shí)回顧,原電池,7,請(qǐng)寫(xiě)出圖片中原電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。,負(fù)極：,（鋅片） Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反應(yīng),正極：,（銅片） 2H+ + 2e- = H2↑,,,稀H2SO4,,還原反應(yīng),原電池,8,[探究實(shí)驗(yàn)一],請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。,原電池,9,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但不穩(wěn)定。,兩個(gè)電極上都有紅色物質(zhì)生成,原電池,10,思考：如何才能得到持續(xù)穩(wěn)定的電流？,分析：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，鋅片失去的電子一部分經(jīng)導(dǎo)線傳遞到銅片表面，另一部分電子直接傳遞給硫酸銅溶液中的Cu2+,銅在鋅片表面析出，鋅片表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)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(méi)有電流產(chǎn)生。,原電池,11,在原有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池。,思考,原電池,12,[探究實(shí)驗(yàn)二] 將鋅片和銅片分別通過(guò)導(dǎo)線與電流計(jì)連接，并使鋅片和銅片不直接接觸，然后分別浸入盛有硫酸鋅和硫酸銅溶液的燒杯中，中間用一鹽橋連接，觀察現(xiàn)象。,電極反應(yīng)：,負(fù)極： Zn - 2e- = Zn2+ （氧化反應(yīng)） 正極： Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應(yīng)）,電池反應(yīng)方程式：,Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,原電池,13,鹽橋的作用：Cl-向鋅鹽方向移動(dòng)，K+向銅鹽方向移動(dòng)，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。,原電池,14,導(dǎo)線傳遞電子，溝通外電路；而鹽橋則傳遞正負(fù)離子，溝通內(nèi)電路。 鹽橋保持溶液電中性，使兩個(gè)燒杯中的溶液連成一個(gè)通路。,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,原電池,15,此原電池的優(yōu)點(diǎn)： 能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。,原電池,16,此原電池是由兩個(gè)半電池組成的（鋅和鋅鹽溶液構(gòu)成鋅半電池，銅和銅鹽溶液構(gòu)成銅半電池）；半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng),即電極反應(yīng)。,原電池,17,將原電池反應(yīng)中的氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)分開(kāi)在兩個(gè)不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，再以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，從而獲得了穩(wěn)定持續(xù)的電流。,小 結(jié),原電池,18,[探究實(shí)驗(yàn)三] 將鋅片和銅片分別通過(guò)導(dǎo)線與電流計(jì)連接，并使鋅片和銅片不直接接觸，然后分別浸入盛有硫酸鋅和稀硫酸溶液（與硫酸銅溶液的濃度相同）的燒杯中，中間用一鹽橋連接，觀察并比較產(chǎn)生電流強(qiáng)度的大小。,,,H2SO4,原電池,19,結(jié)論 由于氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，而原電池反應(yīng)的結(jié)果導(dǎo)致產(chǎn)生了電流，故原電池反應(yīng)的本質(zhì)就是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。,在相同條件下，原電池輸出電能的能力，取 決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力。,原電池,20,氧化反應(yīng),Zn-2e=Zn2+,,銅鋅原電池,電解質(zhì)溶液 鹽橋,失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生,,還原反應(yīng),Cu2++2e- =Cu,陰離子,陽(yáng)離子,負(fù)極,正極,原 電 池 原 理,,外電路,內(nèi)電路,,原電池,21,原電池的組成——兩個(gè)半電池,鋅半電池,銅半電池,利用同樣的原理，可以把其它氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成各種原電池。,原電池,22,1、Cu、Fe作兩極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：①Cu作____極, ②Fe作____極 電極反應(yīng)式是：負(fù)極____________ 正極_____________ 總反應(yīng)式是___________________________ 如將稀硫酸改為濃硝酸則： ①Cu作____極, ②Fe作____極 電極反應(yīng)式是：負(fù)極____________ 正極_____________________ 總反應(yīng)式是_______________________________,Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O,正,負(fù),Fe-2e-=Fe2+,2H++2e-=H2↑,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,負(fù),正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H++2e-==2NO2 ↑ +2H2O,2、 實(shí)驗(yàn)室氫氣選用純鋅粒好還是選用粗鋅好？為什么？,選用粗鋅好，形成原電池可加快反應(yīng)。一般先把鋅用硫酸銅溶液浸泡一下。,原電池,23,利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池（使用鹽橋），畫(huà)出原電池的示意圖，并寫(xiě)出電極反應(yīng)。,強(qiáng)調(diào)：原電池的設(shè)計(jì),原電池,24,負(fù)極(Zn)：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)） 正極(Pt或C)：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）,原電池,25,例、判斷右邊原電池的正負(fù) 極，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式,強(qiáng)調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),負(fù)極：Cu -2e- =Cu 2+ 正極：2Fe3+ +2e- =2Fe2+,（稀硫酸）負(fù)極:Mg -2e- =Mg2+ 正極：2H++2e- =H2↑,原電池,26,,Mg Al,,,A,,,,,,,,,,,,+,稀硫酸溶液,NaOH溶液,-,(NaOH溶液) 負(fù)極：2Al+8OH- -6e- =2AlO2-+4H2O,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,正極：6H2O+6e- =3H2↑+6OH-,原電池,27,強(qiáng)調(diào)：電極的判斷及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。 1.對(duì)于金屬—金屬電極， 活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極； 2.對(duì)于金屬—非金屬電極， 金屬是負(fù)極，非金屬是正極，如干電池等； 3.對(duì)于金屬—化合物電極， 金屬是負(fù)極，化合物是正極。 方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。 失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極； 得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極。,原電池,28,請(qǐng)利用：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生電流的原電池裝置，并寫(xiě)出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng)。,練習(xí)一,原電池,29,電極：負(fù)極是Cu，正極可以是Ag或C等。,負(fù)極：Cu – 2e- = Cu2+ 正極：2Ag+ + 2e- = 2 Ag,電解質(zhì)溶液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3,1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)。,2、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液。,原電池,30,AgNO3,原電池,31,練習(xí)二：利用此氧化還原反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)原電池，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，并畫(huà)出裝置圖。,（Fe + CuSO4 = Cu + 2 FeSO4）,原電池,32,原電池,33,練習(xí)三：利用此氧化還原反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)原電池，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，并畫(huà)出裝置圖。,（Cu + 2FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）,原電池,34,原電池,35,課堂小結(jié),一、構(gòu)成原電池的條件 二、探究“單液電池”，尋找改進(jìn)方法—“雙液電池” 三、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě) 四、鹽橋的作用 五、原電池反應(yīng)的本質(zhì),原電池,36,Thanks 謝謝您的觀看！,37,