黑龙江省虎林市高中化学《原电池》课件 新人教版选修3

1、电池发明的小故事,1791年他在解剖时在实验室将悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，当青蛙碰到铁杆时，发现蛙腿会有肌肉抽搐的现象。伽伏尼认为动物的组织会产生电流，而金属是传递电流的导体。,（意大利生物学家伽伏尼）,【演示实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸，有何现象？,锌片上有气泡产生,原理:,Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,【演示实验二】锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中有何现象？,实验现象： 铜片上有气泡产生,问题探究,1.铜片上产生什么气体?,有人说H2是由铜和稀硫酸在这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确吗？,2.铜片上的电子从何来?,2H+ + 2e=H2,Cu,Zn,

2、稀硫酸,Zn2+,H+,H+,电流计,Zn2e = Zn2+,2H+ + 2e=H2,3.如何检验电子的流动?,从化学反应来看，使自发进行的氧化还原反应的氧化和还原两个过程分别在两个电极上发生，使电子定向移动形成电流，实现化学能转化为电能。,工作原理,电池发明的小故事,1791年他在解剖时在实验室将悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，当青蛙碰到铁杆时，发现蛙腿会有肌肉抽搐的现象。伽伏尼认为动物的组织会产生电流，而金属是传递电流的导体。,他从独特的角度认为电流是由两种不同的金属产生的，经过一系列的实验，终于在1800年成功研制了世界上第一个能产生稳定电流的电池（见右图）。,（意大利生物学家伽伏

3、尼）,（法国物理学家、化学家伏特）,问题探究：使电子定向移动形成电流应该具备哪些条件？,1、前提：自发进行氧化还原反应（有电子转移）,Cu Zn原电池中Zn片换成Ag片能形成原电池吗 ？,（不可以）,2、电子为什么会定向移动（动力）？,电子定向移动的动力：两极有电势差 条件：两种不同的金属 （或一种金属与石墨）作电极,电解质溶液,（不可以）,能形成原电池吗 ？,（可以）,Cu,Zn,整个装置形成电流的闭合回路,负极,正极,电灯,3、电子要定向移动还需什么条件?,原电池的构成条件： 1、能发生自发的氧化还原反应 2、两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体） 构成电极（活泼的为负极）

4、3、电解质溶液 4、构成闭合回路,(),(),(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e- Zn2+,2H+2e- H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e - Fe2+,Cu2+2e- Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,（不可以）,Cu,Zn,外电路：负极不断产生电子跑到正极 电流：正极到负极,负极,正极,电灯,Cu,Zn,溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？,Zn2+,负极,正极,静电作用,内电路：,阳离子,正极,阴离子,负极,铁 棒,铜 棒,有下列材料:Al条(2

5、片),Cu条(2片),电线,水果(西红柿),电流计等,请设计能使电流计转动的装置.,活动与探究二,如教材P13图1-8所示，向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液和 30ml1.0mol/L的ZnSO4溶液分别插入铜片和锌片，连接导线和电流计，观察现象。将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液，观察现象。,现象:,电流计指针发生偏转 锌片变薄 铜片变厚,根据Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。,活动与探究二,设计原电池的思路：,3.画出装置示意图,前提：是氧化还原反应,1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。,2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质

6、溶液,怎样能使电解质溶液连通构成原电池？,盐桥中一般装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻; 胶冻的作用是防止管中溶液流出; K+和Cl-能在胶冻内自由移动。,CuSO4,ZnSO4,思考： 1、盐桥的作用是什么？,2、 此电池的优点？,能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。,补充电荷，使两池溶液保持电中性。,使装置形成闭合路。,Cu,Fe,CuSO4,FeSO4,练习： 利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。,正极：2Fe32e- =2Fe2+,负极：Cu-2e- =Cu2+,Cu,C,CuSO4,FeCl3,(-)：Zn 2e- = Zn2+,

7、(+)：2H+ +2e- = H2,电池反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,3、把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式,、原电池的正负极的判断方法,电子流出的极 电子流入的极,负极 正极,较活泼的电极材料 较不活泼的电极材料,质量增加的电极 工作后 质量减少的电极,负极 正极,正极 负极,工作后，有气泡冒出的电极为正极,发生氧化反应的极 发生还原反应的极,负极 正极,1.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ）,A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4 B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸

8、 C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液 D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液,D,负极：2 Al+ 8OH6e- =2Al O2 +4H2O 正极：6H+ + 6 e- =3 H2 总：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2 ,稀 硫 酸,负极： Mg 2e- = Mg2+ 正极： 2H+ + 2e- = H2 总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ,、原电池电极反应式的书写,1、确定原电池正负极，以及两极上发生反应的物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应 2、重视介质是否参加反应，注意两极得失电子总数相等 3、将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式,练习：

9、1、下列关于下图所示原电池的说法正确的是 A 铝片为正极 B 正极上有H2产生 C Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 D 当转移0.04 mol e- 时，产生 0.01 mol O2,Cu,B、C,5.利用原电池原理设计新型化学电池；,2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；,1.进行金属活动性强弱比较；,3.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。,原电池的主要应用：,4.解释某些化学现象,练习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 _

10、,ZYXW,(1)比较金属活动性强弱。,例1：,下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是,C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；,A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出；,B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；,D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；,（C）,原电池原理应用：,(2)比较反应速率,例2 ：,下列制氢气的反应速率最快的是,粗锌和 1mol/L 盐酸；,B.,A.,纯锌和1mol/L 硫酸；,纯锌和18 mol/L 硫酸；,C.,粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。,D.,（ D ）,原电池原理应用：,(3)比较金属腐蚀的快慢,例

11、3：,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是,(5),(2),(1),(3),(4),原电池原理应用：,例4：,下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速 率由慢到快的顺序是,(4),(2),(1),(3),(4)判断溶液pH值变化,例5：,在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为 mol,溶液的pH值变_(填“变大”、“变小”、“不变”)？（溶液体积变化忽略不计）,变大,0.015,原电池原理应用：,(5)原电池原理的综合应用,例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”