人教版选修4第四章第一节-原电池的工作原理及应用(30张PPT)

电化学基础原电池实验1：向一只小烧杯中加入1.0mol·L-1CuSO4溶液30ml,再加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度变化。指出实验中能量变化的主要形式化学能转化为热能除了转化为热能之外，还有其它的转化形式吗？知识回顾1.判断下列装置是否能构成原电池√×原电池形成条件1.（1）判断下列装置是否能构成原电池√√√××原电池工作原理氧化反应还原反应④有闭合回路(–)(＋)Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu硫酸铜溶液ZnCue-SO42-Cu2+AZn+Cu2+=Zn2++Cu①能自发的进行氧化还原反应③电解质溶液②一般有还原性差异的材料作两个电极C石墨知识回顾CuSO4溶液AFe现象锌片铜片安培表Zn也会和CuSO4直接反应存在缺陷！逐渐溶解（质量减小）有红色物质析出（质量增加）示数不稳定一定时间后能看到的现象不使用时，该原电池能否长期保存？CuSO4溶液AZn1.如何避免Zn与CuSO4溶液反应？思考与交流应把Zn与CuSO4溶液分开把锌放在另一个烧杯中CuZnZnSO4溶液CuSO4溶液Zn2+SO42-A2.烧杯中加什么溶液？思考与交流不与锌反应的溶液，一般加金属对应的盐溶液。为什么？SO42-Zn2+3.安培表指针会偏转吗？4.怎样构成闭合回路？盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂K+和Cl-在盐桥中能移动信息提示SO42－Zn2+e－e－SO42－Cu2+K+盐桥工作示意图CuZnK+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－Cl－K+K+Cl－K+K+K+Cl－Cl－K+Cl－Cl－Cl－1.连通电路信息提示2.使溶液呈电中性3.使电流持续稳定锌半电池铜半电池电极反应：负极：正极：总反应：Cu2++2e-=CuZn－2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++Cu锌铜原电池（盐桥）ZnSO4溶液CuZnCuSO4溶液盐桥问题解决银半电池铜半电池电极反应：负极：正极：总反应：Cu－2e-=Cu2+2Ag++2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2++2Ag铜银原电池（盐桥）AgNO3溶液CuSO4溶液CuAg盐桥问题解决铜半电池锌铜原电池（盐桥）ZnSO4溶液CuZnCuSO4溶液盐桥知识递进作正极作负极CuSO4溶液CuAg盐桥AgNO3溶液请根据离子反应：Fe+Cu2+＝Fe2++Cu设计一个带盐桥的原电池，同时记录你所看到的现象现象铁片铜片安培表无红色物质析出，铁片溶解有红色物质析出指针偏转且稳定知识应用CuSO4溶液AFe知识递进优点：1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，增加了原电池的使用寿命2.离子在盐桥中作定向移动，减少了离子的混乱，使离子移动更加有序，电流持续稳定，提高了原电池的使用效率A二.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：半电池中：还原性强的材料作负极，失电子被氧化知识小结外电路中：电子由负极经导线流向正极另半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原内电路中：两极之间通过盐桥构成闭合回路。一.盐桥的作用：1.连通电路2.使溶液呈电中性3.使电流持续稳定二、原电池正、负极判断方法总结三、原电池工作原理总结1、负失氧，正得还2、电子线中走，离子液中游3、离子正电向正极，负电向负极（正向正，负向负）电极反应式的书写：“加减法”书写电极反应式1．先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。2．注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH－，若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2生成水。3．正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。1991年，我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池，并应用于海上航标灯。写出电极反应式负极：Fe—2e-=Fe2+正极：2H++2e-=H2↑总：Fe+2H+=Fe2++H2↑稀硫酸FeCu稀硫酸FeCuNaCl溶液负极：Fe—2e-=Fe2+正极：2H2O+O2+4e-=4OH-总：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓知识拓展：不同的介质不同的电极反应负极：Al+4OH－—3e-=AlO2－+2H2O正极：2H2O+2e-=H2+2OH－总：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2稀硫酸负极：Mg—2e-=Mg2++2H2O正极：2H++2e-=H2↑总：Mg+2H+=Mg2++H2↑负极：Cu—2e-=Cu2+正极：2H++NO3－+e-=NO2+H2O总：Cu+4H++2NO3－=2NO2+Cu2++2H2O稀H2SO4负极：Al—3e-=Al3++2H2O正极：2H++2e-=H2↑总：2Al+6H+=2Al3++3H2↑下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是（）练习反馈A①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①②B．②③C．②④D．③④用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）C对于锌－铜－稀H2SO4组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，理论上的电极变化(A)①锌片溶解了32.5g②锌片增重32.5g③铜片上析出了1gH2④铜片上析出1molH2A.①③B.①④C②③D.②④(高考真题）依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，请回答下列问题：（1）电极X的材料是；电解质溶液Y是；（2）银电极为电池的极，发生的电极反应为X电极上发生的电极反应为；（3）外电路中的电子是从电极流向电极。CuAgNO3正XAgCu–2e-=Cu2+2Ag++2e-=2Ag(1)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；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；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；C原电池原理应用：(2)比较反应速率例2：下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和1mol/L盐酸；B.A.纯锌和1mol/L硫酸；纯锌和18mol/L硫酸；C.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.D原电池原理应用：(3)比较金属腐蚀的快慢原电池原理应用：例3：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)(4)判断溶液pH值变化例4：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，溶液的pH值变____？（溶液体积变化忽略不计）大原电池原理应用：（1）请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池。1、电解液：。2、电极材料：正极，负极。3、电极反应式：负极:.正极:.原电池原理应用：(5)原电池的设计原电池原理应用：