高中化学：4.4《原电池原理及其应用》课件(旧人教版必修2)

她的病因是？*格林太太,漂亮、开朗、乐观，身体健康，脸上有着“永恒的微笑”。只是她在开怀大笑的时候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的—这是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做的—这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛，夜间失眠，心情烦躁……能为她开一个处方吗？⑴将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？⑵将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？实验探究锌片上有气泡产生原理:Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-⑷若将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？⑶将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？实验现象：铜片上有气泡产生问题探究CuZn稀硫酸1.铜片上产生什么气体?有人说H2是由铜和稀硫酸在这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确吗？2.铜片上的电子从何来?CuZn稀硫酸---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑⑸导线间接一电流计有何现象产生？为什么？电流表指针偏转，证明有电流通过现象：友情提示：电流是由于电子的定向移动而产生的因物质间发生反应，使电子转移而产生电流。根据能量守恒原理，这种产生出来的电能是从什么能量转变来的呢？结论：一、原电池化学能转变为电能的装置原电池电子的转移氧化还原反应电流原电池演示CuZn稀硫酸---Zn2+H+H+等效电路1．原电池的正负极判断正极负极电流流向电子流向---负极：电子流出的一极正极：电子流入的一极电子流向：负极（Zn)导线正极（Cu）CuZn硫酸Aee电流方向：正极（Cu）导线负极（Zn）2、电极反应2H++2e－=H2↑负极：Zn－2e－=Zn2+正极：原电池氧化反应还原反应氧化还原反应总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑(离子方程式)失去电子得到电子Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(化学方程式)得失电子数守恒铜片的作用是什么？可以用石墨代替吗?CuZn稀硫酸问题一CuZn-溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+----------Zn2+H+SO42-负极正极静电作用整个装置是如何形成电流的闭合回路的?问题二CuZn-有人说在铜锌原电池中，活泼金属失去电子，不活泼金属得到电子。这种说法正确吗？----------Zn2+H+负极正极H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑问题三CuZn-为什么H+在铜片上得到电子？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+----------Zn2+H+负极正极静电斥力静电引力问题四CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反应还原反应负极正极电子沿导线传递，产生电流阳离子失去电子溶液中阳离子得到电子阴离子正极负极SO42-原电池工作原理小结较活泼金属不活泼金属或石墨较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。负极正极Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应还原剂失去的电子从锌极流出流入铜极.经外电路Zn2+H+SO42-电流方向探究形成原电池的条件微观原理结论：有两种活动性不同的金属作电极结论：有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极负极：正极：比较活泼的金属相对不活泼的金属、石墨等结论：电极材料均浸入电解质溶液中结论：两极相连形成闭合电路结论：一个自发进行的氧化还原反应u3、形成简单原电池的条件I.两种活泼性不同的金属（或一种金属与非金属导体如：石墨）作电极II.用导线相连（或直接接触）III.插入电解质溶液里，形成闭合回路IV.金属能与电解质溶液自发发生氧化还原反应练习⒈判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑤④(∨)(∨)负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4⑦⑥(×)(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e＝Zn2+Cu2++2e＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu⑧⑨(×)(∨)负极：正极：总反应：Fe－2e＝Fe2+2H++2e＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑AgCuAgNO3ZnCuNaClAlC稀硫酸含碳杂质的锌稀硫酸(∨)(∨)(∨)(×)电解质溶液G较活泼金属（–）氧化反应较不活泼金属（或非金属导体）（+）还原反应e-课堂小结：两极一液成回路氧化还原是核心第二课时1、原电池是如何构成的？_____________________极板插入_________中。在原电池中，______金属极板发生氧化反应，电子经导线从_______金属一极流向________金属极板，溶液中易得到电子的______在不活泼的金属极板发生________。在原电池中，相对活泼的金属为___极，相对不活泼的金属(或石墨电极)为___极。铜锌原电池发生的反应是：在锌电极(负极)：________________在铜电极(正极)：_________________电子流方向：电子流从原电池的_____经导线流向_____。溶液中离子运动方向：阳离子向____运动，阴离子向____运动。电流方向：电流从原电池的____经导线流向____。再从_____经内电路流向______，从而形成闭合回路。2、原电池是如何工作的？两块活动性不同的金属电解质溶液较活泼较活泼较不活泼阳离子还原反应负正Zn-2e-=Zn2+负极正极正极负极正极负极2H++2e-=H2负极正极小结一、原电池的定义；二、原电池电极的判断；依据电子的流向：依据极发生的反应：依据组成极的材料：电子流出的一极是负极电子流入的一极是正极活动性强的一极是负极活动性差的一极是正极发生氧化反应的极是负极发生还原反应的极是正极三、原电池的工作原理；四、原电池的构成条件；K,Ga,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au金属性逐渐减弱熟记金属活动顺序表：依据电解质溶液中离子移动方向：依据现象阴离子移向的极是负极阳离子移向的极是正极溶解的极是负极增重或有气泡的极是正极氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失e,沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H++2e=H2↑Zn－2e=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）反应原理：②正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。③原电池反应跟直接反应差别：反应速率加快；一般只有一个电极直接参加反应。①原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正（氧化）、负（还原）两极进行，负极上失去的电子流入正极，从而产生电流。④利用原电池原理可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池……。注意点1.下列说法中正确的是（）A.原电池是把的装置B.原电池中电子流出的一极是，发生氧化反应C.原电池两极氧化反应和还原反应D.原电池中的阳离子向正极移动D化学能转化为电能电能转化为化学能正极负极均发生分别发生练习2.将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸中,下列说法正确的是()A锌片的质量逐渐B电流方向是从铜片向锌片CH+在铜片表面被D极附近SO42-浓度逐渐增大B增大减小还原氧化正负3.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,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_________________ZYXW4.把a,b,c,d4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，d上产生大量气泡；a，c相连时，电流由c经导线流向a；b、d相连时，电子由d经导线流向b，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为()A.a＞b＞c＞dB.a＞c＞d＞bC.c＞a＞b＞dD.b＞d＞c＞aB5.已知空气--锌电池的电极反应为:锌片:Zn+2OH--2e-＝ZnO+H2O石墨:O2＋H2O+4e-＝4OH-根据此判断,锌片是()A.负极,并被氧化B.负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原A6.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的电极反应是:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2,则负极上发生反应的物质是()A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD7.利用金属a(活动性比氢强)与碳棒b构成原电池,电解质溶液为稀硫酸,关于此装置的下列说法中不正确的是()A.a为负极,b为正极B.碳棒上有气体逸出,溶液的pH增大C.导线上有电流,电流的方向从a到bD.反应后a极质量减少C练习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。CuCAFeCl3溶液2、请判断右边原电池的正、负极.ANaOH溶液MgAl负极：Cu-2e=Cu正极：2Fe+2e=2Fe-2+3+-2+提示：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑稀硫酸溶液二、简单原电池的设计（1）将反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。（2）判断正负极并写出电极反应。石墨FeFeCl3溶液负极（铁）：Fe－2e－=Fe2+正极（石墨）：2Fe3++2e－=3Fe2+干电池纽扣电池锂电池化学电源三、常见的化学电源干电池电极:Zn为负极,碳棒为正极电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊；还填有MnO2.负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋正极(C):2NH4＋＋2e-＝2NH3↑＋H2↑NH3被ZnCl2吸收：4NH3＋ZnCl2＝[Zn(NH3)4]Cl2H2被MnO2吸收,防极化：H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O淀粉糊可以提高阴阳离子在2个电极间的迁移速率。（一次电池）锌－锰干电池电极：Pb为负极；PbO2为正极.电解液:H2SO4溶液放电时:化学能转化为电能负极(Pb)：Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4正极(PbO2)：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O充电时：电能转化为化学能阳极（氧化反应）：PbSO4＋2H2O-2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42-阴极（还原反应）：PbSO4+2e-＝Pb＋SO42-总电池反应:PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O铅蓄电池（二次电池）燃料电池（新型电池）负极:2H2-4e-+4OH－＝4H2O正极:O2＋2H2O+4e-＝4OH－总反应：2H2+O2＝2H2O负极：多孔镍电极（H2）电解质溶液:KOH溶液正极：覆盖氧化镍的镍电极（O2）氢氧燃料电池示意图氢氧燃料电池燃料电池（新型电池）补充知识：1、燃料电池的本质反应：负极:2H2-4e-＝4H+正极:O2＋2H2O+4e-＝4OH－总反应：2H2+O2＝2H2O2、在酸性溶液中的反应：正极:O2＋4H++4e-＝2H2O负极:2H2-4e-＝4H+3、在碱性溶液中的反应：负极:2H2-4e-+4OH－＝4H2O正极:O2＋2H2O+4e-＝4OH－铝-空气-海水电池1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。负极：4A1-12e-＝4A13+正极：3O2+6H2O+12e-＝12OH-电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O＝4A1(OH)3这种海水电池比“干电池”的能量高20～50倍