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2018苏教版高中化学选修四专题1-第2单元(1)《原电池的工作原理》ppt课件

  • 课件名称:2018苏教版高中化学选修四专题1-第2单元(1)《原电池的工作原理》ppt课件
  • 创 作 者:未知
  • 课件添加:admin
  • 更新时间:2018-10-26 8:16:15
  • 课件大小:1672 K
  • 课件等级★★★
  • 授权方式:免费版
  • 运行平台:Win9x/NT/2000/XP/2003
  • ◆课件简介:
    2018苏教版高中化学选修四专题1-第2单元(1)《原电池的工作原理》ppt课件
    第二单元 化学能与电能的转化 第1课时 原电池的工作原理 1.电流是怎样形成的? 【答案】电子的定向移动形成电流。 2.什么是氧化还原反应? 【答案】有电子得失或共用电子对偏移的化学反应叫氧化还原反应,表现为化合价的变化。 1.以铜锌原电池为例,熟练掌握原电池的工作原理。 2.能正确判断原电池的正负极。 3.熟练书写原电池的电极、电池反应方程式。 1.装置 如右图所示是________装置,是借助________反应将______转化为______的装置。Zn是____,Cu是____,外电路电子由____通过导线流向____。 请分别写出电极反应式和总反应方程式: 负极反应式:________________; 正极反应式:________________; 总反应方程式:____________________。 2.工作原理 原电池原理是把____________________分开进行,还原剂在____极上失去电子发生_____反应,电子通过导线流向____极,氧化剂在____极上得到电子发生_____反应。 1.设计原电池时,用____________的物质作为负极,负极向外电路提供电子;用___________的物质作为正极,正极从外电路得到电子。 2.在原电池的内部,两极浸在____________中,并通过__________的定向运动而形成内电路。 3.放电时,负极上的电子通过导线流向______,再通过溶液中离子形成的________构成回路。 【慎思1】 盐桥内盛放的是什么物质?其作用是什么? 【答案】盐桥内通常装有含有琼脂的KCl饱和溶液。离子在盐桥中能定向移动,通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来,可使电流持续传导。使用盐桥将两个半电池完全隔开,使副反应减至最小程度,可以获得单纯的电极反应,便于分析放电过程,有利于最大程度地将化学能转化为电能。 【慎思2】 原电池形成的条件是什么? 【答案】(1)两个活泼性不同的电极,其中一个相对来说较活泼,另一个相对来说较不活泼,二者直接或间接地连在一起,插入电解质溶液中。 (2)电解质溶液。 (3)形成闭合回路。 (4)能自发地发生放出能量的氧化还原反应。 【慎思3】 在原电池内部,电解质溶液中的阴、阳离子是如何移动的? 【答案】阴离子移向负极,阳离子移向正极。 【例1】将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中,用导线、电流计连接成原电池,此电池工作时,下列叙述正确的是(  ) 原电池的电极类型不仅跟电极材料有关,还与电解质溶液的性质有关。例如:镁—铝电极在稀硫酸中构成原电池,镁为负极,铝为正极,但若以氢氧化钠溶液为电解质溶液,则铝为负极,镁为正极。 【体验1】在下图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,由此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是(  ) 【答案】C 【解析】本题通过电极变化来确定电极,N棒变细,即N极上发生氧化反应,N棒金属较活泼,排除A、D;由M棒变粗,可知B不正确。 1.加快氧化还原反应的速率 例如:在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。 2.比较金属活动性的强弱 例如:有两种金属a和b,用导线连接后插入到稀H2SO4中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极,b是正极,由原电池原理可知,金属活动性a>b。 (2)确定电极材料 若发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接作负极;若为气体(如H2)或溶液中的还原性离子,可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。 发生还原反应的电极材料必须比负极材料活泼性差。 本例中可用铜棒作负极,用铂丝或碳棒作正极。 (3)确定电解质溶液 一般选用反应物中的电解质溶液即可,如本例中可用FeCl3溶液作电解质溶液。 (4)构成闭合回路。 4.寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源 5.用于金属的防护 (2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置,如下图所示: 请回答下列问题: ①电极X的材料是____,Y的材料是____,电解质溶液Z是________。 ②盐桥的作用是__________________________。 ③外电路中的电子是从________电极流向________电极。 解析 本题考查原电池的原理和设计,解题时应明确设计思路,理解带盐桥的原电池的组成原理。 根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是:首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应):Cu-2e-===Cu2+,2Ag++2e-===2Ag;然后结合原电池的电极反应特点,分析可知,该电池的负极应该用Cu作材料,正极要保证Ag+得到负极失去的电子,电解质溶液只能用含Ag+的电解质溶液,如AgNO3溶液。而正极材料的活泼性比Cu弱。在带盐桥的原电池组成半电池时,注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应,如Cu2+/Cu或Ag+/Ag。 答案 (1)实验装置图如右图 Pt(合理即可) 2Ag++2e-===2Ag Cu Cu-2e-===Cu2+  (2)①Cu Ag AgNO3溶液 ②将两个隔离的电解质溶液连接起来,可使电流持续传导  ③Cu Ag (1)例析原电池的设计过程: (2)设计原电池时,若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液,可用水作电解质,但为了增强其导电性,通常加入强碱或一般的强酸,如燃料电池,水中一般要加入KOH或H2SO4;若给出的是离子方程式,则电解质溶液是含氧化性离子的酸或可溶性盐,此时电解质可能不唯一。 【答案】C 【解析】本题考查原电池的组成,活泼金属为负极,且能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。 【案例】 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目: 方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片,分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_____________________。 方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性。试画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式。 正极反应式:__________________________________; 负极反应式:__________________________________。 方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同):____________________________________________,用离子方程式表示其反应原理:___________________________。 【答案】Fe+2H+===Fe2++H2↑  如下图所示 2H++2e-===H2↑  Fe-2e-===Fe2+ 把铁片插入CuSO4溶液中,一段时间后,观察铁片表面是否生成红色物质 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+ 【解析】比较或验证金属活动性方案有很多,可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证;也可以利用原电池原理,负极是较活泼的金属;也可以利用金属单质间的置换反应来完成。 配苏教版 化学 选修 化学反应原理 笃学一 原电池 原电池 氧化还原 化学能 电能 负极 正极 Zn Cu 氧化反应和还原反应 负 氧化 正 正 还原 笃学二 原电池的设计 还原性较强 氧化性较强 电解质溶液 阴、阳离子 正极 内电路 原电池正、负极的判断方法 硝酸铁溶液 铁 锌 D 硝酸银溶液 锌 银 C 稀盐酸 铁 铜 B 稀硫酸溶液 铜 锌 A P N M 选项 原电池原理的应用 还原反应(正极): Fe3++e-===Fe2+ 氧化反应(负极): Cu-2e-===Cu2+ 把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 2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 以自发的氧化还原反应为基础 实 例 设计思路 实验探究三 原电池原理的应用——判断金属活泼性 * * 配苏教版 化学 选修 化学反应原理
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