《原電池的工作原理》PPT課件

上傳人:san****019 文檔編號(hào):21467724 上傳時(shí)間:2021-05-01 格式:PPT 頁(yè)數(shù):30 大?。?.32MB
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1、設(shè)疑請(qǐng)根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)猜想Zn與CuSO4溶液的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以證明。 活動(dòng)與探究一 向盛有30ml 1.0mol/LCuSO4溶液的小燒杯中,加入適量鋅粉,用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度,觀察溫度計(jì)的變化。Zn+ Cu 2+ Zn2+ + Cu 創(chuàng)設(shè)情景 除了可以將該反應(yīng)放出的能量轉(zhuǎn)化為熱能之外,還能通過(guò)該反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為什么能量? 一、原電池1、原電池:2、原電池工作原理:氧化還原反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。知識(shí)回顧 判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池,思考原電池的構(gòu)成條件。練習(xí)Cu C 形 成 原 電 池 的 一 般 條 件( 0) 前 提 條 件 : 有 自 發(fā) 的 氧

2、化 還 原 反 應(yīng) ( 1) 有 兩 種 活 潑 性 不 同 的 導(dǎo) 電 材 料 作 電 極 (不 同 的 金 屬 或 金 屬 與 非 金 屬 導(dǎo) 體 )( 2) 兩 個(gè) 電 極 必 須 插 入 電 解 質(zhì) 溶 液 中( 3) 兩 極 相 連 形 成 閉 合 回 路 ( 用 導(dǎo) 線(xiàn) 連 接 或 電極 直 接 接 觸 ) 【小組討論】根據(jù)Zn+Cu2+=Zn2+Cu設(shè)計(jì)一個(gè)銅、鋅原電池。指出所選用的電解質(zhì)溶液,寫(xiě)出該原電池的兩電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式。畫(huà)出原電池的構(gòu)造圖。正極(銅電極):還原反應(yīng) Cu2+ + 2e- = Cu 負(fù)極(鋅電極):氧化反應(yīng) Zn - 2e- = Zn2+電 池 總 反

3、應(yīng) : Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+Zn Cu CuSO 4 CuZn練習(xí):結(jié)合原電池的構(gòu)成條件,判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池。 CuSO 4 ZnSO4 活動(dòng)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(dǎo)線(xiàn)和電流計(jì),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。 Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu 電路:外電路內(nèi)電路電子流向:由失電子的一極向得電子的一極 (即負(fù)極正極)電流方向:與電子流向相反陰離子流向與電子流向一致陽(yáng)離子流向與電流一致 2.電極:負(fù)極:電子流出的一極正極

4、:電子流入的一極3.電極反應(yīng)式:負(fù)極(氧化反應(yīng)): Zn2e-Zn2+正極(還原反應(yīng)): 4.總反應(yīng)式(氧化還原反應(yīng)):Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu 鹽橋:在U型管中裝滿(mǎn)用飽和KCl溶液的瓊脂。思考:1、鹽橋的作用是什么?(1)使整個(gè)裝置構(gòu)成通路,代替兩溶液直接接觸。 (2)平衡電荷 (保證其連接的兩個(gè)半電池中的電解質(zhì)溶液呈電中性)2、 此電池的優(yōu)點(diǎn)?能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流,提高原電池電流效率。 二、原電池的設(shè)計(jì)例:利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,畫(huà)出示意圖,寫(xiě)出電極反應(yīng)。負(fù)極:Fe 2e- =Fe2+ 正極:Cu2+ +2e- =Cu CuFe CuSO 4F

5、eSO 4Fe CuCuSO4 設(shè)計(jì)原電池的思路:半電池:畫(huà)出裝置示意圖電極材料電解質(zhì)溶液根據(jù)電極反應(yīng)確定還原劑(電極材料)和氧化產(chǎn)物(電解質(zhì)溶液)為負(fù)極的半電池氧化劑(電解質(zhì)溶液)和還原產(chǎn)物(電極材料)為正極的半電池外電路用導(dǎo)線(xiàn)連通,可以接用電器內(nèi)電路是將電極浸入電解質(zhì)溶液中,并通過(guò)鹽橋溝通內(nèi)電路(或其它不活潑材料)根據(jù)負(fù)極氧化、正極還原寫(xiě)出電極反應(yīng)式前提:是氧化還原反應(yīng) 練習(xí): 利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,畫(huà)出示意圖,寫(xiě)出電極反應(yīng)。正極:2Fe32e- =2Fe2+ 負(fù)極:Cu-2e- =Cu2+CuC CuSO 4FeCl3C Cu FeCl3 小 結(jié)原電池工作

6、原理根據(jù)氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池 電解質(zhì)溶液陽(yáng)離子氧化反應(yīng)負(fù)極 正極還原反應(yīng)電子沿導(dǎo)線(xiàn)傳遞,產(chǎn)生電流陰離子- (-):Zn 2e- = Zn2+ (+):2H + +2e- = H 2 電池反應(yīng):Zn + 2H + = Zn2+ + H 2Zn CuH2SO4ZnSO4鹽橋 +3、把右圖設(shè)計(jì)成有鹽橋的原電池裝置,并寫(xiě)出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式Zn Cu H 2SO 4 三、原電池的正負(fù)極的判斷方法 微觀判斷(根據(jù)電子流動(dòng)方向)電子流出的極電子流入的極負(fù)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(fù)極正極正極負(fù)極工作后,有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極

7、發(fā)生還原反應(yīng)的極宏觀判斷:根據(jù)電極材料根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反應(yīng)根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極有氣泡冒出:負(fù)極正極 四、原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)1、 確 定 原 電 池 正 負(fù) 極 , 以 及 兩 極 上 發(fā) 生 反 應(yīng) 的物 質(zhì) , 負(fù) 極 發(fā) 生 氧 化 反 應(yīng) , 正 極 發(fā) 生 還 原 反 應(yīng)2、 重 視 介 質(zhì) 是 否 參 加 反 應(yīng) , 注 意 兩 極 得 失 電 子總 數(shù) 相 等3、 將 兩 極 電 極 反 應(yīng) 式 相 加 即 得 原 電 池 的 總 反 應(yīng)式 1.如 圖 裝 置 , 電 流 表 G發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) , 同 時(shí) A極 逐 漸變 粗 , B極 逐 漸 變 細(xì) , C為 電

8、 解 質(zhì) 溶 液 , 則 A、 B、C應(yīng) 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 C、 A是 鐵 , B是 銀 , C為 AgNO3溶 液 D、 A是 Ag, B是 鐵 , C為 AgNO3溶 液 G CA BD問(wèn) 題 解 決 練習(xí):1、下列關(guān)于下圖所示原電池的說(shuō)法正確的是A 鋁片為正極B 正極上有H 2產(chǎn)生C Al是電池的負(fù)極,開(kāi)始工作時(shí)溶液中會(huì)立即有白色沉淀析出D 當(dāng)轉(zhuǎn)移0.04 mol e- 時(shí),產(chǎn)生 0.01 mol O 2 Cu B、C 練 習(xí) 2. X、 Y、 Z、

9、W四 種 金 屬 片 進(jìn) 入 稀 鹽 酸 中 ,用導(dǎo) 線(xiàn) 連 接 ,可 以 組 成 原 電 池 ,實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 如 下 圖 所 示 :則 四 種 金 屬 的 活 潑 性 由 強(qiáng) 到 弱 的 順 序 為_(kāi)ZYXW 5.利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池;2.改變化學(xué)反應(yīng)速率,如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣;1.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較;3.電化學(xué)保護(hù)法,即將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。原電池的主要應(yīng)用:4.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象 (1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例1:下列敘述中,可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極;A.甲和乙用導(dǎo)線(xiàn)連接插入稀鹽酸溶液中,乙溶

10、解,甲 上有H 2氣放出;B.在氧化還原反應(yīng)中,甲比乙失去的電子多;D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子,甲比乙的氧化性強(qiáng);(C)原電池原理應(yīng)用: (2)比較反應(yīng)速率例2 :下列制氫氣的反應(yīng)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(yīng)中加入幾滴CuSO 4溶液。D.( D )原電池原理應(yīng)用: (3)比較金屬腐蝕的快慢例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(yīng)用: 例4:下列裝置中四塊相同的Zn片,放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4) (2) (1) (3

11、) (4)判斷溶液pH值變化例5:在Cu-Zn原電池中,200mLH 2SO 4 溶液的濃度為0.125mol/L , 若工作一段時(shí)間后,從裝置中共收集到 0.168L升氣體,則流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)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(jì))變大0.015原電池原理應(yīng)用: (5)原電池原理的綜合應(yīng)用例6:市場(chǎng)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”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕,啟用時(shí),打開(kāi)塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后,會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。1)“熱敷袋”是利用 放出熱量。2)炭粉的主要作用是 。3)加入氯化鈉的主要作用是 。4)木屑的作用是 。鐵被氧化 與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池,加速鐵屑的氧化 氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液使用“熱敷袋”時(shí)受熱均勻原電池原理應(yīng)用:

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