2018-2019學年高中化學 第四章 電化學基礎 4.1 原電池課件 新人教版選修4.ppt

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1、第一節(jié)原電池,1.能說出原電池的工作原理及構成條件。2.能寫出電極反應式和電池反應方程式。3.能設計簡單的原電池。,一,二,一、原電池1.工作原理(以鋅銅原電池為例)(1)實驗現象。①電流表指針發(fā)生偏轉。②鋅片逐漸溶解。③銅片上有紅色物質沉積。④將鹽橋取出,電流表指針回到零點。,,,,,一,二,(2)工作原理。,,,,,,,,,,,,一,二,2.原電池形成的條件(1)兩個活潑性不同的電極:相對活潑的金屬作負極;較不活潑的金屬或非金屬作正極。(2)電解質溶液。(3)形成閉合回路。(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應。思考感悟鹽橋的作用是什么?提示:(1)連接兩個半電池構成閉合回路。(2)保持鹽橋兩邊電

2、解質溶液呈電中性。,,,,,,一,二,二、原電池的設計1.電極用還原性較強的物質作負極,向外電路提供電子;用氧化性較強的物質作正極,從外電路得到電子。2.構成將兩電極浸在電解質溶液中,通過陰、陽離子的定向移動形成內電路。3.原理放電時負極上的電子通過導線流向正極,再通過溶液中離子移動形成的內電路構成閉合回路。,,,,,一、原電池的判定依據原電池的形成條件分析判斷,主要是“四看”:一看電極——兩極為導體且存在活潑性差異(燃料電池的電極一般為惰性電極)。二看溶液——兩極插入電解質溶液中。三看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸。四看本質——有無自發(fā)的氧化還原反應發(fā)生。,二、原電池的工作原理和正負極的

3、判斷1.原電池的工作原理,2.原電池正負極的一般判斷,特別提醒①Mg、Al、NaOH溶液構成的原電池,Al為負極;②Fe(或Al)、Cu、濃硝酸構成的原電池,Cu為負極。,三、原電池原理的應用1.比較金屬活動性強弱例證:有兩種金屬a和b,用導線連接后插入到稀硫酸中,觀察到a極溶解,b極上有氣泡產生。根據電極反應現象判斷出a是負極,b是正極,因此,金屬活動性a>b。2.增大化學反應速率例證:實驗室利用鋅與稀硫酸反應制取氫氣時,通常向稀硫酸中滴入幾滴硫酸銅溶液。原理:鋅與置換出的銅及稀硫酸構成原電池,使產生氫氣的速率增大。,3.設計原電池例如,以2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2為依據,設

4、計一個原電池。(1)將氧化還原反應拆成氧化反應和還原反應兩個半反應,分別作原電池的負極和正極的電極反應。本例的電極反應為負極:Cu-2e-Cu2+,正極:2Fe3++2e-2Fe2+。(2)確定電極材料。如發(fā)生氧化反應的物質為金屬單質,可用該金屬直接作負極;如為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子,可用惰性電極(如Pt、石墨棒)作負極。發(fā)生還原反應的電極材料一般不如負極材料活潑。本例中可用銅棒作負極,用鉑絲或石墨棒作正極。,(3)確定電解質溶液。電解質是使負極放電的物質,因此電解質溶液一般能夠與負極發(fā)生反應?；蛘唠娊赓|溶液中溶解的其他物質能與負極發(fā)生反應(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應分別在

5、兩個容器中進行(中間連接鹽橋),則左右兩個容器中的電解質溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如本例中可用FeCl3溶液作電解質溶液。(4)構成閉合回路:將電極用導線連接,使之構成閉合回路。特別提醒設計原電池時,若氧化還原反應方程式中無明確的電解質溶液,可用水作電解質,但為了增強其導電性,通常加入強堿或強酸。如燃料電池,水中一般要加入KOH或H2SO4。,知識點1,知識點2,知識點3,原電池的判斷【例題1】下圖中能組成原電池產生較大電流的是(),解析:A、D兩項中電極與電解質溶液之間不發(fā)生反應,不能構成原電池;B項符合原電池的三個構成條件,且Zn能與H2SO4溶液反應,兩電極發(fā)生的反應分別是Zn-2

6、e-Zn2+,2H++2e-H2↑;C項中酒精不是電解質,故不是原電池。答案:B,知識點1,知識點2,知識點3,點撥判斷一個裝置是否構成原電池的關鍵就是抓好“一看二標”:即看是否有自發(fā)的氧化還原反應存在;以構成原電池的三個條件為標準:兩個活潑性不同的電極、插入電解質溶液、形成閉合回路。若上述條件都滿足則可形成原電池。,知識點1,知識點2,知識點3,原電池的工作原理【例題2】下圖為一原電池裝置,下列敘述中正確的是()A.銅離子在銅片表面被還原B.鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液C.電流從鋅片經導線流向銅片D.銅是正極,銅片上有氣泡產生解析:該原電池中,較活潑的金屬鋅作負極,發(fā)生氧化反應,較不活潑的

7、銅作正極,發(fā)生還原反應,電子由負極鋅流出,經導線流向銅電極(電流的方向與之相反),負極、正極的反應分別為負極:Zn-2e-Zn2+,正極:Cu2++2e-Cu;鹽橋中的陽離子向正極區(qū)硫酸銅溶液中遷移,故A正確,B、C、D錯誤。答案:A,知識點1,知識點2,知識點3,原電池原理的應用【例題3】利用反應Zn+2FeCl3ZnCl2+2FeCl2設計一個原電池。在下圖方格內畫出實驗裝置圖,并指出正極材料為,電極反應式為;負極材料為,電極反應式為。解析:一般來說,利用放出能量的自發(fā)氧化還原反應都可以設計成相應的原電池。具體設計時,先將氧化還原反應拆分為兩個半反應(即氧化反應和還原反應),然后根據構成原

8、電池的條件,選擇合適的電極材料及適宜的電解質溶液,將兩電極用導線連接插入電解質溶液形成閉合回路,即可成功設計原電池。將Zn+2FeCl3ZnCl2+2FeCl2拆分為:Zn-2e-Zn2+(氧化反應)和2Fe3++2e-2Fe2+(還原反應);結合原電池的電極反應特點分析可知,該電池的負極應用鋅,則正極所用材料活潑性應比鋅弱,為保證Fe3+在正極得電子,則電解質溶液為FeCl3溶液等易溶的鐵鹽溶液。,知識點1,知識點2,知識點3,答案:(實驗裝置圖如下)Pt(或石墨)2Fe3++2e-2Fe2+ZnZn-2e-Zn2+,點撥要牢記原電池正負極反應的反應類型,以便確定正負極材料,同時要根據電池反應方程式,選擇合適的電解質溶液。為了確保能寫出正確答案,可將所設計的電池反應方程式寫出,與題中所給的方程式對比、檢查。,