高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池原理課件 新人教版選修4.ppt

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2020 1 30 1 第一節(jié)原電池 第四章電化學(xué)基礎(chǔ) 2020 1 30 2 1 本節(jié)要點(diǎn) 構(gòu)成原電池的條件 3 原電池的工作原理 什么是原電池 4 原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷 2 2020 1 30 3 將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象 為什么 將Cu片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象 為什么 復(fù)習(xí)討論 2020 1 30 4 若將Zn片 Cu片用一導(dǎo)線連接再浸在H2SO4溶液中 有什么現(xiàn)象 為什么 將一Zn片 Cu片平行插入H2SO4溶液中 有什么現(xiàn)象 為什么 2020 1 30 5 導(dǎo)線間接一電流計(jì)有何現(xiàn)象產(chǎn)生 為什么 用一干電池連接電流計(jì)驗(yàn)證電子流向 確定Zn片 Cu片的正負(fù)極是怎樣的 2020 1 30 6 1 化學(xué)能 轉(zhuǎn)化為 的 裝置 就叫 原電池 把 電能 什么是原電池 一 原電池 2020 1 30 7 2 構(gòu)成原電池的條件是什么 1 有兩個(gè)相連的電極 導(dǎo)體 相連的形式可以多種多樣的 電極材料可以多種多樣 兩種活潑不同的金屬 一種金屬與一種非金屬 如石墨 也可以兩電極都是其它材料 哪種是負(fù)極 電極本身都參與反應(yīng)嗎 哪個(gè)是負(fù)極 電極本身參與反應(yīng)嗎 哪個(gè)是負(fù)極 電極本身一定參與反應(yīng)嗎 2020 1 30 8 3 在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 必定是放熱反應(yīng) 正極 負(fù)極 電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路 2 兩電極都接觸電解質(zhì)溶液 酸 堿 鹽 把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 閉合電路 電極相連 接觸電解質(zhì)溶液 自發(fā)的氧化還原反應(yīng)分兩處進(jìn)行 2 構(gòu)成原電池的條件是什么 下列裝置中屬于原電池的是 ABG 2020 1 30 10 3 簡(jiǎn)單原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷 負(fù)極 電子 電流 是不活潑金屬或非金屬 正極 是活潑金屬 本身失去電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 進(jìn)電子 本身不反應(yīng) 得電子發(fā)生還原反應(yīng) 是溶液中的陽(yáng)離子 要用到金屬活動(dòng)性順序表 注意 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 活潑性 還原性依次減弱 2020 1 30 11 4 原電池的工作原理什么 2020 1 30 12 氧化反應(yīng) Zn 2e Zn2 銅鋅原電池 電解質(zhì)溶液 失e 沿導(dǎo)線傳遞 有電流產(chǎn)生 還原反應(yīng) 2H 2e H2 陰離子 陽(yáng)離子 總反應(yīng) 負(fù)極 正極 2H 2e H2 Zn 2e Zn2 Zn 2H Zn2 H2 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 離子方程式 化學(xué)方程式 電極反應(yīng) 正極 負(fù)極 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 陽(yáng)離子 2020 1 30 13 正負(fù)兩極上進(jìn)出電子總數(shù)相等 根據(jù)電子守恒原理可進(jìn)行許多有關(guān)電極反應(yīng)的計(jì)算 原電池反應(yīng)跟直接反應(yīng)差別 反應(yīng)速率加快 一般只有一個(gè)電極直接參加反應(yīng) 原電池的工作原理是將氧化還原反應(yīng)分在正 氧化 負(fù) 還原 兩極進(jìn)行 負(fù)極上失去的電子流入正極 從而產(chǎn)生電流 明確以下幾點(diǎn) 利用原電池原理可制作各種電池 如干電池 鉛蓄電池 銀鋅電池 鋰電池 氫氧燃料電池 2020 1 30 14 練習(xí) 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池 若不是 請(qǐng)說明理由 若是 請(qǐng)指出正負(fù)極名稱 并寫出電極反應(yīng)式 2H 2e H2 負(fù)極 總反應(yīng) 正極 Zn 2e Zn2 Zn 2H Zn2 H2 2020 1 30 15 負(fù)極 正極 總反應(yīng) 正極 負(fù)極 總反應(yīng) Zn 2e Zn2 2H 2e H2 Zn 2H Zn2 H2 Fe 2e Fe2 Cu2 2e Cu Fe Cu2 Fe2 Cu Fe CuSO4 Cu FeSO4 2020 1 30 16 負(fù)極 正極 總反應(yīng) Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu Zn Cu2 Zn2 Cu 或Zn CuSO4 ZnSO4 Cu 2020 1 30 17 負(fù)極 正極 總反應(yīng) Fe 2e Fe2 2H 2e H2 Fe 2H Fe2 H2 或Fe H2SO4 FeSO4 H2 2020 1 30 18 2 如圖所示 在鐵圈和銀圈的焊接處 用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中 使之平衡 小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液 片刻后可觀察到的現(xiàn)象是 3 試將下列兩個(gè)氧化還原反應(yīng)分別設(shè)計(jì)成兩個(gè)原電池 Zn 2AgNO3 Zn NO3 2 2Ag 2Fe3 Fe 3Fe2 D Zn AgNO3 C Fe Fe2 SO4 3 C A 鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B 保持平衡狀態(tài) C 鐵圈向下傾斜 D 銀圈向下傾斜 2020 1 30 19 本節(jié)要點(diǎn) 1 原電池概念 2 構(gòu)成原電池的條件 3 原電池的正負(fù)極和電子流向判斷 4 原電池的工作原理 小結(jié) 原電池電極反應(yīng)的書寫方法 正極反應(yīng) 負(fù)極反應(yīng) 總反應(yīng) 負(fù)極金屬與電解質(zhì)溶液的離子反應(yīng) 負(fù)極金屬失電子變成陽(yáng)離子的反應(yīng) 總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng) 2020 1 30 21 5 原電池的應(yīng)用 1 制作干電池 蓄電池 高能電池等 2 比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 例1 下列敘述中 可以說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(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 練習(xí)1 把A B C D四塊金屬片用導(dǎo)線兩兩相連 浸入稀硫酸中組成原電池 若A B相連時(shí) A為負(fù)極 C D相連時(shí) D上產(chǎn)生大量氣泡 A C相連時(shí) 電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A B D相連時(shí) 電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B 則此4種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?A A B C DB A C D BC C A B DD B A C D B 練習(xí)2 X Y Z都是金屬 把X浸入Z的硫酸鹽溶液中 X的表面有Z析出 X與Y組成原電池時(shí) Y為負(fù)極 X Y Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?A X Y ZB X Z YC Y X ZD Y Z X C 2020 1 30 24 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硫酸 B A 純鋅和1mol L硫酸 純鋅和18mol L硫酸 C 粗鋅和1mol L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液 D D 練習(xí)3 等質(zhì)量的兩份鋅粉a b 分別加入過量的稀H2SO4 同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液 下列圖表示產(chǎn)生H2的體積 V 與時(shí)間 t 的關(guān)系 其中正確的是 D 2020 1 30 26 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 2020 1 30 27 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 2020 1 30 28 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(shí)間后 從裝置中共收集到0 168L升氣體 則流過導(dǎo)線的電子為 mol 溶液的pH值為 溶液體積變化忽略不計(jì) 0 2 解得 y 0 015 mol x 0 015 mol 3 75 10 4 mol L pH lg3 75 10 4 4 lg3 75 答 0 015 根據(jù)電極反應(yīng) 正極 負(fù)極 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 得 2222 4 xy0 168 解 0 2 0 125 2 c H 余 2H 2e H2 4 lg3 75 0 015 2020 1 30 29 6 用于金屬腐蝕的防護(hù) 將在第四節(jié)中詳細(xì)學(xué)習(xí)