高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第一节 原电池背景图ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第一节 原电池背景图ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了原电池的工作原理，活泼性不同，电解质，逐渐溶解，有红色物质生成，Cl－，dabc，不可靠，自发的氧化还原，随堂演练·知识落实等内容，欢迎下载使用。
1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。2．了解原电池的工作原理。
1．以锌铜原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，培养宏观辨识与微观探析的能力。2．通过对锌铜原电池工作原理的分析，建立对电化学过程的系统分析思路，培养证据推理与模型认知的意识。
1．回顾复习原电池的工作原理及形成条件(1)由下列装置回顾原电池工作原理
Zn－2e－===Zn2＋　
Cu2＋＋2e－===Cu　
CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu　
(2)原电池的构成条件①定义：把______能转化为____能的装置。②构成条件
2．探究含盐桥的锌铜原电池的工作原理
(1)盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼脂，形成离子通道，把置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液连在一起，构成闭合回路。(2)现象：锌片__________，铜片上________________，电流表指针发生______。
(3)工作原理(以上述原电池为例)
正|误|判|断(1)原电池中电流的方向是负极→导线→正极。(　　)(2)原电池中负极发生的反应是还原反应。(　　)(3)锌铜原电池中电子由锌电极经过电解质溶液流向铜电极。(　　)(4)在原电池中阴离子移向负极。(　　)(5)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属。(　　)(6)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动。(　　)(7)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高。(　　)
深|度|思|考1.锌铜原电池：盐桥中离子移动方向：________移向ZnSO4溶液，______移向CuSO4溶液。盐桥在原电池装置中的作用是_____________________________________________________________________________________________________________________。2．对比上一页中图1与图2两装置，更有效地将化学能转化为电能的是______，其原因是____________________________________________________________________________________。
①形成闭合回路；②平衡电荷，使溶液呈电中性；③避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率
图1装置中负极直接与CuSO4溶液接触，导致部分化学能转化为热能，产生的电流强度小
3．某原电池总反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含KCl饱和溶液的琼脂吗？提示：不可以。因为AgNO3溶液能和KCl溶液反应生成AgCl沉淀，盐桥中可以是装有含KNO3饱和溶液的琼脂。
应|用|体|验1.如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是 (　　)A．B极为原电池的正极B．A、B、C可能分别为Zn、Cu和稀盐酸C．C中阳离子向A极移动D．A极发生氧化反应
解析：原电池中，负极金属失去电子，发生氧化反应，溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D项正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B项正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C项错误。
2．下列装置中，能构成原电池的是(　　)
解析：酒精为非电解质，A错误；选项B中未使用盐桥，没有形成闭合回路；C项中两个电极材料相同，不能形成原电池。依据原电池的构成条件可知D正确。
3．下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是(　　)
A．均发生了化学能转化为电能的过程B．Zn和Cu既是电极材料又是反应物C．工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
解析：A项，两个装置都为原电池装置，均发生化学能转化为电能的过程，正确；B项，根据原电池的工作原理，锌比铜活泼，锌作负极、铜作正极，铜本身不是反应物，错误；C项，锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，正确；D项，图乙装置产生的电流在一段时间内变化不大，但图甲装置产生的电流在较短时间内就会衰减，正确。
归纳总结：1．原电池的工作原理简图
2.原电池中正、负极的判断方法
二、原电池工作原理的应用1．加快化学反应速率(1)原理：在形成的原电池中，氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，溶液中的离子运动时相互干扰减小，电解质溶液中离子的运动更快，使化学反应速率加快。(2)举例：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成微小Cu­Zn原电池，加快产生H2的速率。
2．比较金属的活动性强弱一般来说，负极金属的活动性强于正极金属。根据现象判断出原电池的正、负极，且金属的活动性：负极强于正极。
1．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下
解析：由第一个装置a极质量减小可知，a极是负极，金属活动性：a>b；第二个装置依据氧化性、还原性的规律推出金属活动性：b>c；第三个装置的金属活动性：d>c；由第四个装置电流a→d，则电子d→a，故金属活动性：d>a。综上所述，这四种金属的活动性顺序是d>a>b>c。
2．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 ml·L－1稀硫酸中，乙同学将电极放入6 ml·L－1NaOH溶液中，如图所示。
(1)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出______(填写元素符号，下同)活动性更强，而乙会判断出______活动性更强。由此实验，可得到的结论是___________________________________________________________。
利用原电池反应判断金属活动性顺序
时应注意选择合适的电解质
(2)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案：______________________________________________________________。
连上一个电流表，测电流方向，判断原电池的正、负极
3．设计原电池(1)理论上，________________反应可以设计成原电池。构成原电池的基本条件也是设计原电池的基本依据。(2)设计原电池的思路示例以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为例
深|度|思|考若把反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计成含盐桥的原电池。在方框中画出能形成稳定电流的双液原电池(有盐桥)的装置图并标出电极材料、电解质溶液。
应|用|体|验1.请设计原电池，证明还原性：Cd(镉)>C(钴)>Ag(银)，氧化性：Ag＋>C2＋>Cd2＋。在下面的方框内画出原电池的装置图(带盐桥)，标出原电池的电极材料和电解质溶液。
2．运用原电池原理设计实验，验证I2、Fe3＋氧化性的强弱，请在下面的方框内画出实验装置图(带盐桥)并写出电极反应。
一般情况下：负极：负极材料失电子生成相应离子，发生氧化反应；正极：电解质溶液中阳离子在正极上得电子，发生还原反应；总反应式：依据得失电子守恒配平上述两极反应式，然后相加。
三、原电池电极反应式的书写
应|用|体|验1.基础原电池(1)锌(A)－铜(B)－H2SO4溶液(C)负极：________________________；正极：_______________________；总反应：_____________________________。
2H＋＋2e－===H2↑　
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　
(2)Mg(A)－Al(B)－盐酸(C)负极：_______________________；正极：______________________；总反应：____________________________。
Mg－2e－===Mg2＋　
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(3)Mg(A)－Al(B)－NaOH溶液(C)负极：__________________________________；正极：__________________________________；总反应：________________________________________。
6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－
(4)铁(A)－铜(B)－FeCl3溶液(C)负极：____________________；正极：________________________；总反应：_______________________。(5)铁(A)－铜(B)－稀硝酸(C)负极：______________________；正极：____________________________________；总反应：____________________________________。
Fe－2e－===Fe2＋　
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　
Fe－3e－===Fe3＋
2．带盐桥的原电池某兴趣小组为了提高电池的效率设计了如图所示的原电池。请回答下列问题。
(1)若X是AlCl3溶液，Y是稀硫酸，写出电极名称及对应的电极反应式：Al片(____)_________________，Cu片(____)___________________。(2)若X是浓硝酸，Y是NaCl溶液，写出电极名称及对应的电极反应式：Al片(______)________________________________，Cu片(______)______________________。
2Al－6e－===2Al3＋　
6H＋＋6e－===3H2↑　
Cu－2e－===Cu2＋　
1．锌铜原电池装置如图所示，下列说法正确的是(　　)  A．铜片作负极B．锌电极的反应式：Zn－2e－===Zn2＋C．电流从锌片流向铜片D．盐桥的作用是传递电子
解析：A项，Zn易失电子发生氧化反应而作负极，错误；B项，Zn易失电子发生氧化反应，锌电极的反应式：Zn－2e－===Zn2＋，正确；C项，铜作正极，电流由铜片流向锌片，错误；D项，盐桥的作用是传递离子，电子不能通过溶液，错误。
2．有关如图所示原电池(盐桥中吸附有KNO3饱和溶液)的叙述不正确的是 (　　) A．盐桥中的K＋向Cu片移动B．电子沿导线由Cu片流向Ag片C．正极的电极反应是Ag＋＋e－===AgD．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应
解析：该原电池中，Cu为负极，Ag为正极，放电时溶液中阳离子向正极移动，即盐桥中K＋向Ag片移动，A项错误；该电池放电时电子由负极Cu片经导线流向Ag片，B项正确；正极电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，C项正确；Cu为负极，失电子发生氧化反应，Ag为正极，得电子发生还原反应，D项正确。
3．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是(　　)    A．电子从锌电极通过电流表流向铜电极B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C．锌电极发生氧化反应；铜电极发生还原反应，其电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑D．取出盐桥后，电流表仍会偏转；铜电极在反应前后质量不变
解析：锌片作负极，铜片作正极，电子从负极流向正极，A项正确；盐桥中的阴离子向负极移动，B项错误；负极发生氧化反应，正极发生还原反应，铜电极发生的反应为Cu2＋＋2e－===Cu，C项错误；取出盐桥后不能形成原电池，铜电极在反应后质量增加，D项错误。
4．根据反应2Ag＋Cl2===2AgCl设计的一种原电池的装置如图。下列说法正确的是(　　)
A．负极反应为Cl2＋2e－===2Cl－B．放电时，离子交换膜右侧溶液中有白色沉淀生成C．理论上，可以用NaCl溶液代替盐酸D．当电路中有0.01 ml e－转移时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 ml离子
解析：负极上发生Ag－e－＋Cl－===AgCl，故A错误；放电时，交换膜右侧的氯离子向左侧移动，在负极上有银离子生成，银离子在左侧和氯离子反应生成AgCl沉淀，故B错误；根据电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl可知，用NaCl溶液代替盐酸，电池的总反应不变，故C正确；放电时，当电路中转移0.01 ml e－时，交换膜右侧会有0.01 ml氯离子通过阴离子交换膜向左侧移动，同时会有0.01 ml Ag失去0.01 ml电子生成银离子，银离子会与氯离子反应生成氯化银沉淀，所以交换膜左侧溶液中离子物质的量不变，故D错误。
5．设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。(1)写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：___________________________。(2)若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：①负极：_______________________。②正极：__________________________。
===2Fe2＋＋Cu2＋　
解析：(1)Fe3＋具有强氧化性，会将Cu单质氧化变为Cu2＋，其本身被还原产生Fe2＋，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(2)原电池的负极失去电子，发生氧化反应，正极上得到电子，发生还原反应，因此要将上述反应设计为原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋；正极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。