高二化学选修4_原电池课件
由两个半电池构成原电 池的进一步探究
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?
造成的主要原因:锌片直接与电解质溶液稀硫酸接触发 生反应形成微电池,造成能量的损耗。
1、原电池的设计
练
请根据氧化还原反应 :
一
Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
练
设计成原电池。你有哪些可行
方案?
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
A
B
C
D
Zn
Cu
Cu Fe
Cu
Zn
Zn Zn
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
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根据电极增重还是减重 工作后
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
2:加快反应速率 下列制氢气的反应速率最快的是 ( D )
A. 纯锌和1mol/L 硫酸; B. 纯锌和18 mol/L 硫酸; C. 粗锌和 1mol/L 盐酸; D. 粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
马口铁和白铁一旦有划痕后,在潮湿的空气中,谁被腐蚀的速度快?
2、请判断右边原电池的正、负极?
并写出电极反应式
Mg
A
Al
提示: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
N稀aO硫H酸溶溶液
四、原电池的主要应用:
1.利用原电池原理设计化学电池;
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; 3.进行金属活动性强弱比较; 4.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。
参考教材72页 第三段
请同学们思考:
上述原电池装置,工作原理是什 么?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
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
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?
实验探索盐桥锌铜原电池.wmv
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。
分析:工作原理是什么?改进后的装置有什么优点?盐 桥内盛放的是什么物质?其作用是什么? 怎么制备盐桥?
把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两 两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、 d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大 量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四
种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( B )
A.a > b > c > d B.a > c > d > b C.c > a > b .> d D.b > d > c > a
Al Zn Fe Sn (H) Cu
3:比较金属活动性强弱
下列叙述中,可以说明金属甲比乙活泼性强的是 (C)
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; C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极;
D.同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强;
电池符号: Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu
【提示】 盐桥避免了电极直接与电解质溶液反应, 减少了能量损耗;故能够持续、稳定的 产生电流故盐桥的作用是: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直 接接触, (2)平衡电荷。
盐桥制法:
将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙),将冷 却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。
二、实验探究形成原电池的条件
下列哪几个装置能形成原电池?
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
ห้องสมุดไป่ตู้Zn
A
B
C
V H2SO4
V
H2SO4
H2SO4
Zn Cu Zn Cu
Fe Cu
E
F
M
V
Cu SO4
酒精
NaCl溶液
Zn
Cu
N
H2SO4 H2SO4
Cu
O
V H2SO4
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。
小结
一、原电池原理 电子流向
负极
电流流向
正极
探究由两个半电池组成的锌铜原电池 二、形成原电池的条件
三、原电池的正负极的判断方法
四、原电池的应用
西红柿
土豆 萝卜
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
动动脑
1、请你根据化学反应: Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2
判断右边原电池的正、负极, 并写出电极反应式。
A
Cu
C
负极:Cu-2e- = Cu2+ 正极:2Fe3+ +2e- = 2Fe2+
FeCl3溶液
第四章 电化学基础
第一节 原电池
一、原电池原理探究 原电池原理实验
实验步骤
实验现象
1、锌片插入稀硫酸
锌片上有气泡产生
2、铜片插入稀硫酸
无现象
3、锌片、铜片上端连接在 一起插入稀硫酸
铜片上产生气泡
4、锌片、铜片之间连电流
表插入稀硫酸
电流计发生偏转
复1原习、电回原池顾电反池应是的_本__将_质_化_是_学_____能__氧__转___化_化___还__为___原_电___反__能___应的__装__置_反。应。 2、如右图所示,组成的原电池: 当Zn电电解极质是溶负__液__为(稀填H“2正SO”4时或:“负”)极, 其电极反应为_Z__n_-__2__e_-_=___Z_n_,2+该反应 是__氧__化__(填“氧化”或“还原”,下同)反应; Cu电极是__正____极,其电极反应为 __2_H__+__+_2__e_-_=__H_,2该↑ 反应是____还__原___反应。