原电池(公开课)
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【问题引导下的再学习】
[拓展]设计一个原电池,其原电池反应为: Cu+2FeCl3= 2FeCl2 +CuCl2 写出电极名称和电极反应式。
1、电解液: FeCl3溶液 。
2、电极材料:
正极 C或Pt ,负极 Cu 。
3、电极反应式 :
负极: Cu - 2e = Cu 2+ 。 正极:
9/23/2013
[拓展]请结合组成原电池的条件,将氧化还原反应:Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。
1、电解液:CuSO4溶液 2、电极材料:
。
正极 Cu或C ,负极 Fe 。
3、电极反应式 :
Fe - 2e = Fe2+ . Cu
2+ -
负极:
9/23/2013
正极:
+ 2e = Cu .
【问题引导下的再学习】
(可以)
(不可以)
形成条件二:电解质溶液
9/23/2013
【问题引导下的再学习】
(不可以)
形成条件三:必须形成闭合回路
9/23/2013
【问题引导下的再学习】 4.构成原电池的条件
前提:自发进行的氧化还原反应
(1)有两个电极。较活泼金属作负极, 较不活泼金属或非金属作正极。 (2)两电极都接触电解质溶液(酸、碱、盐)
9/23/2013
【问题引导下的再学习】 3、正负极的判断方法
1、金属活泼性,较活泼的电极为负极 2、根据电子或电流方向,电子流出的为负极,电流流出的为 正极。 3、根据发生的反应,失去电子发生氧化反应的为负极,得到 电子发生还原反应的为正极。 4、根据化合价的变化判断或根据反应判断,元素化合价升高 的为负极,元素化合价降低的为正极;
Z >Y
Y>X
Z >W
X >W
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为___________ Z>Y>X>W
9/23/2013
【问题引导下的再学习】
实验探究形成原电池的条件
(可以)
(可以)
(可以)
形成条件一:活泼性不同的两个电极 负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属、石墨等
9/23/2013
(不可以)
9/23/2013
【预习检测】
实验二:将铜片和锌片用导线相连,并串联一个电流 计,并插入稀硫酸溶液中,观察实验现象。
Zn 实验现象:
Cu
电流计指针发生偏转, Cu片上有气泡产生 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
9/23/2013
【问题引导下的再学习】 1、概念:把化学能转化为电能的装置叫原电池
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2Fe3#43; 。
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【当堂检测】
某原电池总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+ 不能实现该反应的原电池是( CD ) A.正极为Cu,负极为Fe,电解质为FeCl3溶液 B.正极为C,负极为Fe,电解质为Fe(NO3)3溶液 C.正极为Fe,负极为Zn,电解质为Fe2(SO4)3溶液 D.正极为Ag,负极为Fe,电解质为CuSO4 溶液
9/23/2013
书写电极反应式应注意以下几点:
1.将两极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应, 总反应减去一极反应即得到另一极反应;
2.负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产 物,与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以 CO2形式存在,在碱性溶液中以CO32-形式存在);
3.溶液中不存在O2-:在酸性溶液中它与H+结合成H2O、 在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-
3Zn+2K2FeO4+8H2O==3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,
9/23/2013
最常考的新型电池——高铁酸盐电池
把以下反应为基础设计原电池
5Fe2+ +MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
负极:Pt或石墨
正极:Pt或石墨 5Fe2+ – 5e- = 5Fe3+ MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2++4H2O
9/23/2013
【学习目标】 一、掌握原电池的概念 二、理解原电池的工作原理 三、学会判断原电池的正负极 四、了解构成原电池的条件 五、学会将一个氧化还原反应设计成原电池
谢 谢!
电极方程式的书写
——化学电源
书写电极反应式的步骤: 1.写出正极的氧化剂和还原产物,写出负极的还原剂 和氧化产物,分析其得失电子数,利用电子守恒配平。
2.分析电解质类型,是酸性还是碱性,如果是酸性, 在电极方程式两边加H+和H2O,利用原子守恒配平, 如果是碱性环境,在电极方程式两边加OH-和H2O。
最常见的原电池——干电池 Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) • 正极:2MnO2+H2O+2e-==Mn2O3+2OH- • 负极:Zn-2e-+2OH-==Zn(OH)2
电子流向与电流方向
电子流向:负极(Zn) 外电路 正极(Cu) 负极(Zn) 电流方向:正极(Cu) 外电路
离子流向:
阳离子
阴离子
正极
负极
9/23/2013
【当堂检测】
下列关于原电池的叙述中,正确的是 ( BD) A.原电池中,正负极一定导电且一定会发生反应 B.形成原电池时,在负极上发生氧化反应 C.原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动 D.电子从负极流向正极
本质:自发进行的氧化还原反应将化学能以电能的形式释放
2、原电池的工作原理
负极(锌) Zn - 2e =Zn2+
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电极 反应
锌板溶解,发生氧化反应 - 正极(铜) 2H+ + 2e = H2↑ 铜板上有气泡,发生还原反应
总反应方程式: Zn+2H+=Zn2++H2 ↑
9/23/2013
【问题引导下的再学习】
9/23/2013
最常考的新型电池——银锌电池
银锌电池(电解质为KOH)的电池总反应为:
Zn+ Ag2O = ZnO+ 2Ag 负极:Zn-2e-+2OH- = ZnO+ H2O 正极:Ag2O+2e-+H2O= 2Ag+2OH-
9/23/2013
最常考的新型电池——高铁酸盐电池
把以下反应为基础设计原电池
9/23/2013
【当堂检测】
下列关于原电池的叙述正确的是 ( B) A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B.原电池是化学能转变为电能的装置 C.在原电池中,电子流出的一极是负极,该电极被还原 D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
9/23/2013
【问题引导下的再学习】 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,实验结果如图所示:
原电池
第一课时
【学习目标】 一、掌握原电池的概念 二、理解原电池的工作原理 三、学会判断原电池的正负极 四、了解构成原电池的条件 五、学会将一个氧化还原反应设计成原电池
【预习检测】 实验一:将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中,观察 实验现象,并解释实验现象。
Zn Cu
实验现象: 锌片上有气泡产生 而铜片上没有 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
9/23/2013
最常考的新型电池——甲烷燃料电池
燃料电池总反应:CH4+2OH-+2O2 = CO32-+3H2O
正极: 2O2+4H2O+8e- = 8OH负极:CH4+10OH--8e- = CO32-+7H2O
9/23/2013
最常考的新型电池——碱性电池
电解质是KOH,其电极反应如下: 总反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
(3)正极、负极、电解质溶液构成闭合回路。
9/23/2013
【当堂检测】 下列哪几个装置能形成原电池?
Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
H2SO4
√
H2SO4
√
H 2 SO 4
NaCl溶液
√
Cu
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Cu
√
9/23/2013
酒精
NaCl溶液
H2SO4 H2SO4
H 2S O 4
√
【问题引导下的再学习】 5、设计原电池
9/23/2013
最常见的二次电池——铅酸电池
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O 负极:Pb +SO42--2e-= 2PbSO4↓
正极:PbO2+SO42-+2e-=PbSO4↓
9/23/2013
最常考的电池——氢氧燃料电池
碱 性
酸 性
总反应:2H2+O2 = 2H2O 负极:2H2+4OH--4e- = 4H2O 正极:O2+2H2O+4e- = 4OH总反应: 2H2+O2 = 2H2O 负极: 2H2-4e- = 4H+ 正极:O2+4H++4e- = 2H2O
9/23/2013