原电池工作原理 22张ppt精讲

第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理1.通过学习铜-锌原电池，掌握原电池的工作原理。2.认识带盐桥的原电池。水电站直接从自然界取得的能源称为一次能源火电站一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源。火力发电中能量是如何转化的呢？科学视野燃烧发电机化学能热能机械能电能蒸汽能不能直接转化？试剂和仪器：CuSO4溶液，锌粉，锌片，铜片，检流计(G)，导线，大烧杯将锌粉加入CuSO4溶液中，会发生反应:Zn+Cu2+====Zn2++Cu。该反应是放热反应，请设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施你设计的实验。画出装置图并标出名称。GZnCuCuSO4溶液正极(Cu):Cu2++2e-====Cu(还原反应）负极(Zn):Zn-2e-====Zn2+(氧化反应）一、原电池的工作原理1.负极失电子，电子经导线流向正极，溶液中的阳离子在正极表面得电子。CuZn---Zn2+Cu2+阳离子阴离子SO42-2.电极反应电子沿导线传递，产生电流判断下列哪些是原电池，并指出正负极。ABCD√√FG√√E例1请指出下列原电池中电子的流向及正负极的名称，并写出电极反应式和电池总反应式。正极(Ag)：负极(Fe)：Cu2++2e-====Cu总反应：Fe+Cu2+====Fe2++CuFe-2e-====Fe2+电子的流向：由Fe流向Ag。这是改进后的Cu-Zn原电池，仍能形成电流。如图所示，还能形成电流吗？常用琼脂和KCl。Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使硫酸锌和硫酸铜溶液一直保持电中性，从而保证电子(带负电荷)不断从Zn极流向Cu极。了解盐桥的成分和作用：盐桥负极电子流出发生氧化反应Zn–2e-====Zn2+正极电子流入发生还原反应Cu2++2e-====Cu材料相对活泼材料相对不活泼电解质溶液负极反应式正极反应式原电池原理盐桥例2关于如图所示装置的叙述，下列叙述正确的是()A．铜是阳极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减少C．电流从锌片经导线流向铜片D．铜离子在铜片表面被还原D不一定。例如：负极：2Al+8OH－–6e-====2[Al(OH)4]－正极：6H2O+6e-====3H2↑+6OH－根据金属活动性顺序表可知，镁比铝活泼。用镁和铝作原电池的两电极，镁一定作负极吗？总反应：2Al+2OH－+6H2O====2[Al(OH)4]－+3H2↑二、原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率原因：锌置换出铜，形成铜-锌原电池，加快了反应速率。例如：用锌和稀硫酸反应制氢气，常加入少量CuSO4溶液。CuZnCuSO4溶液2.比较金属的活动性一般负极是活泼金属，正极金属的活泼性较弱。例：把a、b、c、d四块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池．若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极．则这四种金属的活动性顺序由大到小为。a＞bc＞da＞cd＞ba＞c＞d＞b用比铁更活泼的金属作负极可以保护钢铁。纯铁不易生锈。生铁是铁、碳合金，在一定条件下构成原电池时铁作负极，更容易腐蚀。你能利用原电池原理来保护金属吗？负极负极ZnFe电解质溶液FeSn活泼性：ZnFeSn镀锌铁和镀锡铁相比较，谁更耐腐蚀？镀锌铁原电池的工作原理CuZn---Zn2+Cu2+阳离子阴离子SO42-电子沿导线传递，产生电流两极发生的反应：负极(Zn):氧化反应正极(Cu):还原反应负极→正极正极→负极阳离子移向正极阴离子移向负极溶液中离子的移动方向电流的流向：电子的流向：1.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是()A.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态C.铁圈向下倾斜D.银圈向下倾斜D2.对于原电池的电极名称，下列叙述正确的是()A.电子流入的为负极B.比较活泼的为正极C.电子流入的为正极D.发生氧化反应的为正极C3.X、Y、Z、W四种金属片插入稀盐酸中,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____________。ZYXWZYZWYXXW4.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其充电和放电过程可以表示为:2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O，则电池放电时，负极上发生反应的物质是（）A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD0+2充电放电5.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜〔(CH3COO)2Cu〕固体，将产生两种影响反应速率的因素。其一是：_________________________________________；其二是：________________________________________________________________。Zn置换出Cu形成了原电池，加快了反应速率H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率