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人教版化学选修四原电池

4.总反应式:Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑
锌铜原电池工作原理
一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
提出问题: 上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸 的原电池,如果用它做电源,不但效率低,而且时间稍长 电流就很快减弱,因此不适合实际应用。这是什么原因造 成的呢?有没有什么改进措施?
移完成的。取出盐桥,Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶 液,ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时,CuSO4则由 于Cu2+变为Cu,使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持 电中性,这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片,造成电流 中断由。于盐桥(如KCl)的存在,其中阴离子Cl-向ZnSO4溶 液扩散和迁移,阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移,分 别中和过剩的电荷,保持溶液的电中性,因而放电作用不间 断地进行,一直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几 乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀, 可用NH4NO3代替KCl作盐桥。
(可以)
(可以)
(可以)
形成条件一: 活泼性不同的两个电极
(不可以)
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负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属、石墨等
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实验探究形成原电池的条件
(可以)
(不可以)
形成条件二:电极需插进电解质溶液中
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分析:改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流? 盐桥在此的作用是什么?
参考教材72页 第三段
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盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。
(2)平衡电荷。 在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是靠离子迁
产生裂隙),将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的 饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入 U形管,用棉花堵住管口即可。
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实验探索
实验三(书71页实验4-1) 实验现象:
有盐桥存在时电流计指针 发生偏转,即有电流通过电路。
取出盐桥,电流计指针即 回到零点,说明没有电流通过。
造成的主要原因:由于在铜极上很快就聚集了许多氢气 泡,把铜极跟稀硫酸逐渐隔开,这样就增加了电池的内 阻,使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。 为了避免发生这种现象,设计如下图(书P71图4-1)所示 的原电池装置,你能解释它的工作原理吗?
优点:能产生持续、 稳定的电流。
盐桥制法:1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要
A
B
C
D
Zn
Cu
Cu Fe
Cu
Zn
Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
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三、原电池的正负极的判断方法
微观判断 (根据电子流动方向)
电子流出的极 ——负极 电子流入的极 ——正极
宏观判断:
较活泼的电极材料 ——负极
①根据电极材料
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
A
V H2SO4
B
V
H2SO4
CX
H2SO4
D
X NaCl溶液
Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Cu
E
F
M
N
V
X 酒精
X X NaCl溶液
H2SO4 H2SO4
Cu
O
V H2SO4
2.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,该反应的的原电池正确组合是(C )
正极 负极
负极(锌片): Zn-2e- =Zn2+ (氧化反应) 正极(铜片): Cu2+ +2e-=Cu (还原反应)
电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
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二、实验探究形成原电池的条件 人教版化学选修四4.1原电池(共40张PPT)
1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电 池时,锌为负极,此金属是
B A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH
A.不变
B先变大后变小
C
C逐渐变大
D.逐渐变小
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实验探究形成原电池的条件
可以
(不可以)
形成条件三:必须形成闭合回路
二、组成原电池的条件
1、有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质或金 属氧化物)作电极。 2、电极材料均插入电解质溶液中。 3、两极相连形成闭合电路。 4、内部条件:能自发进行氧化还原反应。
1.下列哪几个装置能形成原电池?
Zn
较不活泼的电极材料 ——正极
发生氧化反应的极 ——负极
②根据原电池电极发生
的反应
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极
③根据电极质量的变化
工作后
质量减少的电极 ——负极
④根据电极有气泡冒出:工作后,有气泡冒出的电极为正极
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(离子方程式)
与原电池相关的概念
外电路
1.电路:
内电路
电子流向:失电子的一极向得电子的一极 电流方向:与电子流动方向相反 阴离子流动方向与电子流动方向一致
阳离子流动方向与电流方向一致
负极:电子流出的一极
2.电极:
正极:电子流入的一极
负极: Zn-2e-= Zn2+
3.电极反应式:
正极: 2H++ 2e-= H2↑
原电池原理
失e,沿导线传递,有电流产生
外电路
氧化反应 Zn-2e=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
阳离子 电解质
溶液
阴离子
阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
电 负极:Zn-2e- =Zn2+ (氧化反应)
极 反 应
正极:Cu2++2e- =Cu (还原反应)
总反应: Zn+Cu2+=Zn2++Cu
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一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究 人教版化学选修四4.1原电池(共40张PPT) 请同学们思考:
上述原电池装置是将什么反应 的化学能转换成电能的?指出电 池的正负极,并分别写出其中负 极和正极的电极反应式以及该电 池的总反应方程式。
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
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