202X学年高中化学第四章电化学基础4.1原电池课件新人教版选修4

1、第一节原电池1.能说出原电池的工作原理及构成条件。能说出原电池的工作原理及构成条件。2.能写出电极反响式和电池反响方程式。能写出电极反响式和电池反响方程式。3.能设计简单的原电池。能设计简单的原电池。一二一、原电池1.工作原理(以锌铜原电池为例)(1)实验现象。电流表指针发生偏转。锌片逐渐溶解。铜片上有红色物质沉积。将盐桥取出,电流表指针回到零点。一二(2)工作原理。 一二2.原电池形成的条件原电池形成的条件(1)两个活泼性不同的电极两个活泼性不同的电极:相对活泼的金属作负极相对活泼的金属作负极;较不活泼的金属或非金属作正极。较不活泼的金属或非金属作正极。(2)电解质溶液。电解质溶液。(3)形

2、成闭合回路。形成闭合回路。(4)能自发地发生氧化复原反响。能自发地发生氧化复原反响。思考感悟思考感悟盐桥的作用是什么盐桥的作用是什么?提示提示:(1)连接两个半电池构成闭合回路。连接两个半电池构成闭合回路。(2)保持盐桥两边电解保持盐桥两边电解质溶液呈电中性。质溶液呈电中性。一二二、原电池的设计1.电极用复原性较强的物质作负极,向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作正极,从外电路得到电子。2.构成将两电极浸在电解质溶液中,通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。3.原理放电时负极上的电子通过导线流向正极,再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路。一、原电池的判定依据原电池的形成条件分析判断,主

3、要是“四看:一看电极两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)。二看溶液两极插入电解质溶液中。三看回路形成闭合回路或两极直接接触。四看本质有无自发的氧化复原反响发生。二、原电池的工作原理和正负极的判断1.原电池的工作原理2.原电池正负极的一般判断 特别提醒Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池,Al为负极;Fe(或Al)、Cu、浓硝酸构成的原电池,Cu为负极。三、原电池原理的应用1.比较金属活动性强弱例证:有两种金属a和b,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。根据电极反响现象判断出a是负极,b是正极,因此,金属活动性ab。2.增大化学反响速率例证:实验室

4、利用锌与稀硫酸反响制取氢气时,通常向稀硫酸中滴入几滴硫酸铜溶液。原理:锌与置换出的铜及稀硫酸构成原电池,使产生氢气的速率增大。3.设计原电池设计原电池例如例如,以以2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2为依据为依据,设计一个原电池。设计一个原电池。(1)将氧化复原反响拆成氧化反响和复原反响两个半反响将氧化复原反响拆成氧化反响和复原反响两个半反响,分别分别作原电池的负极和正极的电极反响。本例的电极反响为作原电池的负极和正极的电极反响。本例的电极反响为负极负极:Cu-2e- Cu2+,正极正极:2Fe3+2e- 2Fe2+。(2)确定电极材料。确定电极材料。如发生氧化反响的物质为金属单质如发

5、生氧化反响的物质为金属单质,可用该金属直接作负极可用该金属直接作负极;如如为气体为气体(如如H2)或溶液中的复原性离子或溶液中的复原性离子,可用惰性电极可用惰性电极(如如Pt、石墨、石墨棒棒)作负极。作负极。发生复原反响的电极材料一般不如负极材料活泼。发生复原反响的电极材料一般不如负极材料活泼。本例中可用铜棒作负极本例中可用铜棒作负极,用铂丝或石墨棒作正极。用铂丝或石墨棒作正极。(3)确定电解质溶液。电解质是使负极放电的物质,因此电解质溶液一般能够与负极发生反响。或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反响(如空气中的氧气)。但如果两个半反响分别在两个容器中进展(中间连接盐桥),那么左右两个

6、容器中的电解质溶液选择与电极材料一样的阳离子。如本例中可用FeCl3溶液作电解质溶液。(4)构成闭合回路:将电极用导线连接,使之构成闭合回路。特别提醒设计原电池时,假设氧化复原反响方程式中无明确的电解质溶液,可用水作电解质,但为了增强其导电性,通常参加强碱或强酸。如燃料电池,水中一般要参加KOH或H2SO4。知识点1知识点2知识点3原电池的判断【例题1】 以下图中能组成原电池产生较大电流的是 ()解析:A、D两项中电极与电解质溶液之间不发生反响,不能构成原电池;B项符合原电池的三个构成条件,且Zn能与H2SO4溶液反响,两电极发生的反响分别是Zn-2e- Zn2+,2H+2e- H2;C项中酒

7、精不是电解质,故不是原电池。答案:B知识点1知识点2知识点3点拨判断一个装置是否构成原电池的关键就是抓好“一看二标:即看是否有自发的氧化复原反响存在;以构成原电池的三个条件为标准:两个活泼性不同的电极、插入电解质溶液、形成闭合回路。假设上述条件都满足那么可形成原电池。知识点1知识点2知识点3原电池的工作原理【例题2】 以下图为一原电池装置,以下表达中正确的选项是 ()A.铜离子在铜片外表被复原B.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液C.电流从锌片经导线流向铜片D.铜是正极,铜片上有气泡产生解析:该原电池中,较活泼的金属锌作负极,发生氧化反响,较不活泼的铜作正极,发生复原反响,电子由负极锌流出,经导线

8、流向铜电极(电流的方向与之相反),负极、正极的反响分别为负极:Zn-2e- Zn2+,正极:Cu2+2e- Cu;盐桥中的阳离子向正极区硫酸铜溶液中迁移,故A正确,B、C、D错误。答案:A知识点1知识点2知识点3原电池原理的应用【例题3】 利用反响Zn+2FeCl3 ZnCl2+2FeCl2设计一个原电池。在以下图方格内画出实验装置图,并指出正极材料为,电极反响式为 ;负极材料为,电极反响式为 。解析:一般来说,利用放出能量的自发氧化复原反响都可以设计成相应的原电池。具体设计时,先将氧化复原反响拆分为两个半反响(即氧化反响和复原反响),然后根据构成原电池的条件,选择适宜的电极材料及适宜的电解质溶液,将两电极用导线连接插入电解质溶液形成闭合回路,即可成功设计原电池。将Zn+2FeCl3 ZnCl2+2FeCl2拆分为:Zn-2e- Zn2+(氧化反响)和2Fe3+2e- 2Fe2+(复原反响);结合原电池的电极反响特点分析可知,该电池的负极应用锌,那么正极所用材料活泼性应比锌弱,为保证Fe3+在正极得电子,那么电解质溶液为FeCl3溶液等易溶的铁盐溶液。知识点1知识点2知识点3答案:(实验