化学选修4 化学反应原理第四章 电化学基础第一节 原电池多媒体教学课件ppt

这是一份化学选修4 化学反应原理第四章 电化学基础第一节 原电池多媒体教学课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了稀硫酸，总反应式，氧化反应，还原反应，原电池工作原理，阳离子，阴离子，原电池反应原理，思考与练习，实验探究等内容，欢迎下载使用。
电化学：指研究化学能与电能之间相互转 换的装置、过程和效率的科学。
过程及装置分按电化学反应
2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池)
1. 产生电流的化学反应及装置 (如:原电池等)
1、原电池的定义：2、原电池反应的本质：3、构成原电池的条件：
将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
①两个活动性不同的金属（或其中一种为 非金属，即作导体用）作电极。②电解质溶液③形成闭合回路④在这种电解质溶液中能自发地进行氧化还原反应
Zn－2e- = Zn2+
2H++2e-=H2↑
Zn+2H+= Zn2++H2↑
锌棒溶解，铜棒上有气泡
活泼金属失电子变阳离子
总反应：负极金属与电解质溶液的离子反应
5、原电池的正负极的判断方法
微观判断（根据电子流动方向）
电子流出的极电子流入的极
较活泼的电极材料较不活泼的电极材料
质量增加的电极工作后 质量减少的电极
工作后，有气泡冒出的电极为正极
发生氧化反应的极发生还原反应的极
宏观判断：①根据电极材料②根据原电池电极发生的反应③根据电极质量的变化④根据电极有气泡冒出：
下列哪几个装置能形成原电池？
思考：如何才能得到持续稳定的电流？
分析： 由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。
对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
在原有实验基础上进行改进，设计成一个能产生持续稳定电流的原电池。
由两个半电池组成，锌和锌盐组成锌半电池，铜和铜盐组成铜半电池；每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应，中间通过盐桥连接形成闭合回路。
（1）是离子通道，与外电路的电子通道相衔接；（2）是离子库，为保持溶液电中性，氧化作用产生的Zn2+需要阴离子来补充，Cu2+发生还原反应，需要阳离子来补充；而作为KCl饱和溶液盐桥有足够的离子供给，所以是离子库。
盐桥制法：将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。
Zn-2e-= Zn2+
Cu2++2e- = Cu
Zn+Cu2+= Zn2++Cu
Zn-2e-=Zn2+
失e-，沿导线传递，有电流产生
Cu2++2e- =Cu
铜锌双液原 电 池 原 理
①活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极③金属和化合物。如铅蓄电池，铅块作负极，PbO2作正极④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt
（2）电池的电极材料必须能导电
（1）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。
1.根据上述原理,为获得较长时间的稳定电流,如何将必修2中由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？
课堂练习（上述原理的应用）
练习： 利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。
负极：Fe – 2e- =Fe2+
正极：Cu2+ +2e- =Cu
请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池。你有哪些可行方案?
Cu Cu – 2e- = Cu2+
比Cu不活泼的金属或石墨2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
Fe2(SO4 )3、FeCl3等
负极：正极：电解质溶液：
若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？
2. 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。
3.控制适合的条件，将反应2Fe3++2I- ⇌ 2Fe2++I2 设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是 A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应   B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原   C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态   D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
7、原电池的表示方法： (-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+) “|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度。
(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（ ）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；C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
(2)比较反应速率快慢
例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是（ ）A.纯锌和1ml/L 硫酸；B.纯锌和18 ml/L 硫酸；C.粗锌和 1ml/L 盐酸；D.粗锌和1ml/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
(3)比较金属腐蚀的快慢
下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
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)判断溶液pH值变化
在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125ml/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为———— ml,溶液的pH值为_________？（溶液体积变化忽略不计）
y ＝0.015 (ml)
x ＝0.015 (ml)
＝3.75× 10﹣ 4(ml/L )
∴pH ＝-lg3.75 ×10－4
＝4 -lg3.75
Zn－2e-＝Zn2+
2H++2e- ＝H2↑
2 2 22.4
x y 0.168
0.2×0.125×2
2H+ —— 2e——H2↑
(5)原电池原理的综合应用
例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。“热敷袋”是利用 放出热量。2)炭粉的主要作用是 。3)加入氯化钠的主要作用是 。4)木屑的作用是 。
与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化.
氯化钠溶于水,形成电解质溶液.
摩擦生热,产生启动反应的热量,使用“热敷袋”时受热均匀.