高中化学第四章电化学基础第一节原电池课件新人教版选修

第四章电化学基础第一节原电池【新课导入】某化学兴趣小组为了体验水果电池电流的存在进行了下列实验。用橘子一个,铝片和锌片各一片,电灯泡一个,按图连接好。在实验前,先用砂纸擦去金属表面的氧化膜,实验时保持两金属插在橘子上不能直接接触。亲爱的同学们,你知道世界上最早的电池是怎样对外放电的吗?如何组合成有使用价值的电池装置呢?【课标要求】1.了解原电池的工作原理及构成条件。2.正确判断原电池的正负极。3.能够根据要求设计原电池。知识探究

梳理知识·点拨方法原电池概念及工作原理(1)概念:利用

反应原理将

能转化为

能的装置。(2)构成条件探究点一原电池工作原理氧化还原化学电负电解质闭合氧化还原(3)工作原理(以锌铜原电池为例)装置现象锌片

,铜片上有

,电流表指针发生

.电极名称Zn电极—

.Cu电极—

.得失电子

电子

电子电子流向

.

.反应类型

反应

反应电极反应式

.

.总反应式Zn+Cu2+Zn2++Cu逐渐溶解红色物质析出偏转负极正极失得流出流入氧化还原〚思考〛盐桥内盛放的是什么物质?在原电池中有何作用和优点?提示:盐桥中通常盛放含琼胶的KCl饱和溶液,其作用是使两个半电池中的溶液连成一个通路。其优点是使原电池中氧化剂和还原剂近乎完全隔离,并在不同区域之间实现电子的定向移动,使原电池能持续、稳定地产生电流。(4)正、负极的判断方法可从口诀记忆:原电池有两极,活泼金属作负极;负极氧化正还原,电子由负流向正。名师点拨1.原电池电极判断两注意(1)发生氧化反应(失去电子)的一定是负极,发生还原反应(得到电子)的一定是正极。(2)原电池的正极和负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。如①在Al-Mg-NaOH溶液组成的原电池中,Al作负极;②在Fe(或Al)-Cu-HNO3(浓)构成的原电池中,Cu作负极。2.原电池工作原理的3个失分点(1)原电池闭合回路的形成有多种方式,可以是导线连接两个电极,也可以是两电极相接触。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)在原电池中,电子不能通过电解质溶液,即“电子在线不下水,离子下海不上岸”。1.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是(

)A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极C.两烧杯中溶液的pH均增大D.产生气泡的速度甲比乙慢解析:甲装置是铜锌原电池,乙不能形成原电池装置,所以乙烧杯中铜表面无气泡生成,而甲中铜表面有气泡生成,A错;乙中Cu片不可能是负极,B错;甲、乙两装置发生的反应均是Zn+2H+H2↑+Zn2+,所以两烧杯中溶液的pH均增大,C正确;因甲是原电池装置,所以甲烧杯中产生H2的速度快,D错。过关演练

巩固知识·提升能力C2.关于如图所示的原电池,下列说法正确的是(

)A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生氧化反应;铜电极发生还原反应,其电极反应是2H++2e-H2↑D.取出盐桥后,电流表仍会偏转,铜电极在反应前后质量不变解析:锌片作负极,铜片作正极,电子从负极流向正极,A正确;盐桥中的阴离子向负极移动,B错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,铜电极发生的反应为Cu2++2e-Cu,C错误;取出盐桥后不能形成原电池,铜电极在反应后质量增加,D错误。A知识探究

梳理知识·点拨方法探究点二原电池原理的应用加快化学反应速率…构成原电池的反应速率比原电池负极材料与电解液直接接触的反应速率快,用稀H2SO4制H2时,使用粗锌比纯锌反应快,或向溶液中加入少量CuSO4溶液,反应加快比较金属活动性强弱…酸性电解质中,一般是作负极的金属较活泼,作正极的金属相对较不活泼设计原电池…把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应,根据氧化反应确定负极材料和负极的电解质溶液;根据还原反应确定正极材料和正极的电解质溶液金属防护和有关现象的解释…如果保护一个铁闸,可用导线将其与一锌块相连,使锌作原电池的负极,铁闸作正极〚思考〛

将金属a、b用导线相连插入稀H2SO4中,发现b上产生气泡,则a与b相比较,谁更活泼?提示:a名师点拨依据氧化还原方程式设计原电池的思维模式——“两极一液一连线”1.用铁片与稀硫酸反应制氢气时,下列不能使氢气生成速率加快的是(

)A.加热B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸C.加少量硫酸铜溶液D.不用铁片,改用铁粉解析:加热升高温度和增大固体反应物的接触面积都能加快化学反应速率,A、D正确;铁在浓硫酸中钝化,不产生氢气,B错误;加入少量硫酸铜溶液,由于Cu2++FeCu+Fe2+,构成铜—铁—稀硫酸原电池,加快了铁片与稀硫酸反应制氢气的速率,C正确。过关演练

巩固知识·提升能力BA解析:由第一个装置图中正负极的标注可知,Cd失去电子作负极,则金属性Cd>Co;由第二个装置图正负极的标注可知,Co失去电子被氧化作负极,则金属性Co>Ag,综上分析可知三者金属性的强弱顺序为Cd>Co>Ag。根据活泼性强的金属能将活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来的规律判断A项错误。3.已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、稀硫酸。按要求回答下列问题:(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因:

。

解析:(1)当Cu、Al导线连接时,接触到潮湿的空气就易形成原电池,铝导线被腐蚀。答案:(1)两者连接在一起时,接头处在潮湿的空气中形成原电池,铝导线被腐蚀(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池?

。若能,请写出电极反应式(若不能,后两空可不填),负极:

,正极:

。

(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图(需标明电极材料及原电池的正、负极)。答案:(3)1.下列关于盐桥的说法中不正确的是(

)A.盐桥是一个起导电作用的装置,其作用是将两个半电池连起来B.盐桥的导电是通过离子进行的C.盐桥导电时,两电解质溶液为一个整体,是一个原电池D.盐桥将一个原电池隔成了两个原电池装置解析:盐桥将一个原电池隔成了两个半电池,使原电池中氧化剂和还原剂近乎完全隔离,并在不同区域之间实现了电子的定向移动,使原电池能持续、稳定地产生电流,故D错误。D课堂检测即学即测·查漏补缺2.下列装置可以构成原电池的是(

)C解析:原电池构成的三个条件是:活泼性不同的两个电极,A错误;电解质溶液,B错误;构成闭合回路,D错误;C满足这三个条件。A4、有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:由此判断这四种金属的活动性顺序是(

)A.a>b>c>d B.b>c>d>aC.d>a>b>c D.a>b>d>c解析:由第一个装置a极溶解,故a为负极,可知金属活动性a>b,第二个装置依据金属活动顺序可知金属活动性b>c;同理第三个装置d极溶解可知d极为负极,金属活动性d>c,由第四个装置电流从a极流向d极,则电子从d极流向a极,故金属活动性d>a,则选项C符合题意。C5.依据氧化还原反应:2Ag++CuCu2++2Ag设计的原电池如图所示。请回答下列问题:(1)电极X的材料是

;电解质溶液Y是

。

(2)银电极为电池的

极,发生的电极反应为

;X电极上发生的电极反应为

。

(3)外电路中的电子是从

电极流向

电极。

答案:(1)铜(或Cu)

AgNO3溶液(3)Cu

Ag1.组成:盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。2.作用:(1)连接