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吉林省伊通满族自治县第三中学校人教版高中化学选修四课件:第四章第一节原电池 (共40张PPT)_图文

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第四章 电化学基础 第一节 原电池 阅读教材P70 回答 研究化学能与电能相互转换的装置、 1、电化学: 过程和效率的科学 2、从反应产物与电流的关系分类: ①产生电流的反应→→原电池 ②借助电流而发生的反应→→原电池 复习回顾 将化学能转化为电能 1、原电池是______________________的装置。 氧化还原反应 原电池反应的本质是____________________ 反应。 2、如右图所示,组成的原电池: (1)当电解质溶液为稀H2SO4时: 负 (填“正”或“负”)极, Zn电极是____ 2+ Zn - 2e = Zn 其电极反应为_______________,该反应 氧化 (填“氧化”或“还原”,下同)反应; 是______ 正 极,其电极反应为 Cu电极是______ 2H+ +2e- =H2↑ 该反应是_________ 还原 _______________, 反应。 (2)当电解质溶液为CuSO4溶液时: Zn电极 2+ 负 Zn - 2e =Zn 是____极,其电极反应为_____________, 氧化 反应;Cu电极是____ 正 极, 该反应是________ 2+ Cu +2e = Cu 还原 其电极反应为_______________, 该反应_____ 反应. 原电池原理 外电路 失e,沿导线传递,有电流产生 氧化反应 还原反应 负极 Zn-2e=Zn2+ 阴离子 铜锌原电池 正极 Cu2++2e- =Cu 阳离子 阳离子 电解质 溶液 内电路 电 负极: Zn-2e- =Zn2+ (氧化反应) 极 正极:Cu2++2e- =Cu (还原反应) 反 2+=Zn2++Cu (离子方程式) Zn+Cu 总反应: 应 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu (化学方程式) 与原 电 池 相关的概念 电子流向:失电子的一极向得电子的一极 外电路 电流方向:与电子流动方向相反 1.电路: 阴离子流动方向与电子流动方向一致 内电路 阳离子流动方向与电流方向一致 负极:电子流出的一极 2.电极: 正极:电子流入的一极 负极: Zn-2e-= Zn2+ 3.电极反应式: 正极: 2H++ 2e-= H2↑ 4.总反应式:Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑ 锌铜原电池工作原理 一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究 提出问题: 上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸 的原电池,如果用它做电源,不但效率低,而且时间稍长 电流就很快减弱,因此不适合实际应用。这是什么原因造 成的呢?有没有什么改进措施? 造成的主要原因:由于在铜极上很快就聚集了许多氢气 泡,把铜极跟稀硫酸逐渐隔开,这样就增加了电池的内 阻,使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。 为了避免发生这种现象,设计如下图(书P71图4-1)所示 的原电池装置,你能解释它的工作原理吗? 硫酸铜 硫酸铜 此电池的优点: 能产生持续、稳 定的电流。 盐桥制法:1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产 生裂隙),将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和 溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管, 用棉花都住管口即可。 实验探索 实验三(书71页实验4-1) 实验现象: 有盐桥存在时电流计指针 发生偏转,即有电流通过电路。 取出盐桥,电流计指针即 回到零点,说明没有电流通过。 分析:改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流? 盐桥在此的作用是什么? 参考教材72页 第三段 盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。 (2)平衡电荷。 在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是靠离 子迁移完成的。取出盐桥,Zn失去电子形成的Zn2+进入 ZnSO4溶液,ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时, CuSO4则由于Cu2+变为Cu,使得SO42-相对较多而带负电荷。 溶液不保持电中性,这两种因素均会阻止电子从锌片流向 铜片,造成电流中断。 由于盐桥(如KCl)的存在,其中阴离子Cl-向 ZnSO4溶液扩散和迁移,阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和 迁移,分别中和过剩的电荷,保持溶液的电中性,因而 放电作用不间断地进行,一直到锌片全部溶解或 CuSO4 溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。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。 一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究 请同学们思考: 上述原电池装置是将什么反应的 化学能转换成电能的?指出电池 的正负极,并分别写出其中负极 和正极的电极反应式以及该电池 的总反应方程式。 2+ ZnSO4溶液 溶液 CuSO4 负极(锌片): Zn-2e =Zn (氧化反应) 2+ 正极(铜片): Cu +2e =Cu (还原反应) 电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 电池符号: Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu 负极 盐桥 正极 二、由两个半电池组成原电池的工作原理 (1)把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,再以 适当方式连接,可以获得电流。 ①在这类电池中,用还原性较强的物质作为负极,负极向 外电路提供电子;用氧化性较强的物质作为正极,正极从 外电路得到电子。 ②在原电池的内部,两极浸在电解质溶液中,并通过阴阳 离子的定向运动而形成内电路。 练习:锌铜原电池产生电流时,阳离子( B ) A 移向Zn 极,阴离子移向Cu 极 B 移向Cu 极,阴离子移向Zn 极 C 和阴离子都移向Zn极 D 和阴离子都移向Cu 极 二、实验探究形成原电池的条件 (可以) (可以) (可以) 形成条件一: 活泼性不同的两个电极 (不可以) 负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属、石墨等 实验探究形成原电池的条件 (可以) (不可以) 形成条件二:电极需插

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