原电池工作原理的应用（课件）-高二化学（人教版2019选择性必修1）

走进奇妙的化学世界2022-2023选择性必修1第四章

化学反应与电能第一节

原电池第2课时原电池工作原理的应用CuZn稀硫酸--Zn2+H+H+SO42-知识回顾化学能转化为电能的装置写出原电池中的总反应方程式和电极反应式，并标出电子转移和离子迁移的方向。总反应方程式：Zn+H2SO4===

ZnSO4+H2↑

电极反应：负极：Zn-2e-==Zn2+（氧化反应）

正极：2H++2e-

H2↑（还原反应）

e-负极氧化反应正极还原反应角度1电极反应角度2粒子迁移外电路电子迁移：负→正内电路离子迁移：阳离子：移向正极阴离子：移向负极【膜电池模型】微电池

学习

目标第2课时原电池原理的应用PART01PART02PART03通过单液原电池和双液原电池装置的对比，强化原电池的工作原理及盐桥的作用结合氧化还原反应原理和规律，正确书写电极反应和总反应方程式了解原电池原理在生产和生活中的应用1、某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙述不正确的是（）A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2++2e−===CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D．a和b用导线连接时，SO42-向铜电极移动D【课堂专练】2.如下图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(

)A.外电路的电流方向为：X→外电路→YB.若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为ZnC.若两电极都是金属，则它们的活动性为X>YD.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应C3.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是(

)A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后，甲池的c减小C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡C4.下图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液，电池工作一段时间后，甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是（）b极是电池的正极B.甲烧杯中K＋经盐桥流向乙烧杯C.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小D.

电池的总反应离子方程式为：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2OD深拓1——原电池中的几个方向①电子流向：原电池中电子由

流出，经导线流向

；两极转移电子数相等。②电流方向：电流方向与电子流向恰好相反，即由

经导线流向

。③离子移动方向：溶液中的阳离子向

移动，阴离子向

移动。负极氧化反应正极还原反应Ae-e-电子由负极流向正极阳离子移动方向阴离子移动方向负极正极正极负极正极负极深拓2——原电池中正负极的判断原电池原理的应用1．加快氧化还原反应的速率(1)原理:在原电池中,氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中粒子运动相互间的干扰减少,使反应速率增大.

(2)应用：实验室用锌与稀硫酸反应制氢气时加入少量CuSO4溶液或常用粗锌能使产生H2的速率加快.原因是粗锌中的在杂质和锌.稀硫酸形成原电池,加快了锌的腐蚀,使产生H2的速率加快.原电池原理的应用D4.设计原电池的一般思路(1)将已知氧化还原反应拆分成两个半反应氧化反应：还原剂－ne－===氧化产物

还原反应：氧化剂＋ne－===还原产物正极反应式＋负极反应式―→电池总反应式(2)根据总反应式并结合两个半反应，找出正、负极材料及电解质溶液。①电极材料的选择：选活泼性较强的金属作负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作正极。②电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能与负极发生反应，可参照总反应式选择电解质溶液。以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例。互动探究1.①在用锌粒与稀盐酸反应制取氢气时,往往向反应液中滴加几滴硫酸铜溶液,结果发现反应加快,这是什么原因?提示:因为锌与铜离子发生置换反应生成了少量的铜单质,附在锌的表面构成了铜锌原电池,从而加快反应速率。②若纯锌与粗锌(含Fe、C等)分别与同浓度的稀硫酸反应制取H2,哪种方法产生H2的速率快?提示:粗锌。粗锌中Zn、Fe、C与稀硫酸形成原电池,加快了反应速率。2.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为______________Z>Y>X>W活动性：Z

>Y活动性：Y

>X活动性：Z

>W活动性：X>W3.设计原电池装置证明Fe3+的氧化性比Cu2+强。

(1)写出能说明氧化性Fe3+大于Cu2+的离子方程式:______________。(2)若将上述反应设计成原电池,电极反应式为①负极:______________。②正极:_________________。2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+Cu-2e-====Cu2+2Fe3++2e-====2Fe2+(3)在框中画出装置图,指出电极材料和电解质溶液:①不含盐桥②含盐桥

提炼归纳原电池的设计思路首先,把自发进行的氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应;其次,根据电极反应,确定电极材料和电解质溶液;最后,用导线连接构成闭合电路。(2)电池的电极材料必须能导电。①活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极。②金属和非金属。如锌作负极,石墨棒作正极。③金属和化合物。如铅蓄电池,铅块作负极,PbO2作正极。④惰性电极。如氢氧燃料电池中,两电极均可用Pt。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。【规律方法】原电池的设计方法(1)找：找一个能够自发进行的氧化还原反应，只有自发进行的氧化还原反应才能被设计成原电池。(2)拆：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应，还原剂－ne－===氧化产物(负极电极反应)；氧化剂＋ne－===还原产物(正极电极反应)。(3)定：根据氧化还原反应中的还原剂和氧化剂确定原电池的负极和电解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。(4)画：连接电路，形成闭合回路，画出原电池示意图。练1．根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是(

)A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)A练2.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_______________Z>Y>X>W练3.根据原电池工作原理，将下列氧化还原反应设计成原电池：2Fe3++2I-==2Fe2++I2要求：（1）分别写出氧化反应和还原反应。（2）根据原电池构成要素，选择合适的物质或材料，并画出原电池的工作原理示意图。（1）氧化反应：2I--2e-==I2还原反应：2Fe3++2e-===2Fe2+（2）（