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        2018蘇教版高中化學選修四專題1-第2單元(1)《原電池的工作原理》ppt課件

      2. 課件名稱:2018蘇教版高中化學選修四專題1-第2單元(1)《原電池的工作原理》ppt課件
      3. 創 作 者:未知
      4. 課件添加:admin
      5. 更新時間:2018/10/26 8:16:15
      6. 課件大小:1672 K
      7. 課件等級★★★
      8. 授權方式:免費版
      9. 運行平臺:Win9x/NT/2000/XP/2003
      10. ◆課件簡介:
        2018蘇教版高中化學選修四專題1-第2單元(1)《原電池的工作原理》ppt課件
        第二單元 化學能與電能的轉化 第1課時 原電池的工作原理 1.電流是怎樣形成的? 【答案】電子的定向移動形成電流。 2.什么是氧化還原反應? 【答案】有電子得失或共用電子對偏移的化學反應叫氧化還原反應,表現為化合價的變化。 1.以銅鋅原電池為例,熟練掌握原電池的工作原理。 2.能正確判斷原電池的正負極。 3.熟練書寫原電池的電極、電池反應方程式。 1.裝置 如右圖所示是________裝置,是借助________反應將______轉化為______的裝置。Zn是____,Cu是____,外電路電子由____通過導線流向____。 請分別寫出電極反應式和總反應方程式: 負極反應式:________________; 正極反應式:________________; 總反應方程式:____________________。 2.工作原理 原電池原理是把____________________分開進行,還原劑在____極上失去電子發生_____反應,電子通過導線流向____極,氧化劑在____極上得到電子發生_____反應。 1.設計原電池時,用____________的物質作為負極,負極向外電路提供電子;用___________的物質作為正極,正極從外電路得到電子。 2.在原電池的內部,兩極浸在____________中,并通過__________的定向運動而形成內電路。 3.放電時,負極上的電子通過導線流向______,再通過溶液中離子形成的________構成回路。 【慎思1】 鹽橋內盛放的是什么物質?其作用是什么? 【答案】鹽橋內通常裝有含有瓊脂的KCl飽和溶液。離子在鹽橋中能定向移動,通過鹽橋將兩個隔離的電解質溶液連接起來,可使電流持續傳導。使用鹽橋將兩個半電池完全隔開,使副反應減至最小程度,可以獲得單純的電極反應,便于分析放電過程,有利于最大程度地將化學能轉化為電能。 【慎思2】 原電池形成的條件是什么? 【答案】(1)兩個活潑性不同的電極,其中一個相對來說較活潑,另一個相對來說較不活潑,二者直接或間接地連在一起,插入電解質溶液中。 (2)電解質溶液。 (3)形成閉合回路。 (4)能自發地發生放出能量的氧化還原反應。 【慎思3】 在原電池內部,電解質溶液中的陰、陽離子是如何移動的? 【答案】陰離子移向負極,陽離子移向正極。 【例1】將Mg條、Al條平行插入一定濃度的NaOH溶液中,用導線、電流計連接成原電池,此電池工作時,下列敘述正確的是(  ) 原電池的電極類型不僅跟電極材料有關,還與電解質溶液的性質有關。例如:鎂—鋁電極在稀硫酸中構成原電池,鎂為負極,鋁為正極,但若以氫氧化鈉溶液為電解質溶液,則鋁為負極,鎂為正極。 【體驗1】在下圖所示裝置中,觀察到電流計指針偏轉,M棒變粗,N棒變細,由此判斷下表中所列M、N、P物質,其中可以成立的是(  ) 【答案】C 【解析】本題通過電極變化來確定電極,N棒變細,即N極上發生氧化反應,N棒金屬較活潑,排除A、D;由M棒變粗,可知B不正確。 1.加快氧化還原反應的速率 例如:在鋅與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液能使產生H2的速率加快。 2.比較金屬活動性的強弱 例如:有兩種金屬a和b,用導線連接后插入到稀H2SO4中,觀察到a極溶解,b極上有氣泡產生。根據電極現象判斷出a是負極,b是正極,由原電池原理可知,金屬活動性a>b。 (2)確定電極材料 若發生氧化反應的物質為金屬單質,可用該金屬直接作負極;若為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子,可用惰性電極(如Pt、碳棒)作負極。 發生還原反應的電極材料必須比負極材料活潑性差。 本例中可用銅棒作負極,用鉑絲或碳棒作正極。 (3)確定電解質溶液 一般選用反應物中的電解質溶液即可,如本例中可用FeCl3溶液作電解質溶液。 (4)構成閉合回路。 4.尋求和制造干電池和蓄電池等化學能源 5.用于金屬的防護 (2)該反應還可設計成能量轉化效率更高的原電池裝置,如下圖所示: 請回答下列問題: ①電極X的材料是____,Y的材料是____,電解質溶液Z是________。 ②鹽橋的作用是__________________________。 ③外電路中的電子是從________電極流向________電極。 解析 本題考查原電池的原理和設計,解題時應明確設計思路,理解帶鹽橋的原電池的組成原理。 根據已知的氧化還原反應設計原電池的思路是:首先將已知的反應拆成兩個半反應(即氧化反應和還原反應):Cu-2e-===Cu2+,2Ag++2e-===2Ag;然后結合原電池的電極反應特點,分析可知,該電池的負極應該用Cu作材料,正極要保證Ag+得到負極失去的電子,電解質溶液只能用含Ag+的電解質溶液,如AgNO3溶液。而正極材料的活潑性比Cu弱。在帶鹽橋的原電池組成半電池時,注意電極材料與溶液中的離子一般要相對應,如Cu2+/Cu或Ag+/Ag。 答案 (1)實驗裝置圖如右圖 Pt(合理即可) 2Ag++2e-===2Ag Cu Cu-2e-===Cu2+  (2)①Cu Ag AgNO3溶液 ②將兩個隔離的電解質溶液連接起來,可使電流持續傳導  ③Cu Ag (1)例析原電池的設計過程: (2)設計原電池時,若氧化還原方程式中無明確的電解質溶液,可用水作電解質,但為了增強其導電性,通常加入強堿或一般的強酸,如燃料電池,水中一般要加入KOH或H2SO4;若給出的是離子方程式,則電解質溶液是含氧化性離子的酸或可溶性鹽,此時電解質可能不唯一。 【答案】C 【解析】本題考查原電池的組成,活潑金屬為負極,且能與電解質溶液發生自發的氧化還原反應。 【案例】 某;瘜W研究性學習小組欲設計實驗驗證Fe、Cu的金屬活動性,他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關實驗項目: 方案Ⅰ:有人提出將大小相等的鐵片和銅片,分別同時放入稀硫酸(或稀鹽酸)中,觀察產生氣泡的快慢,據此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為_____________________。 方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作電極設計成原電池,以確定它們的活動性。試畫出原電池裝置圖,標出原電池的電極材料和電解質溶液,并寫出電極反應式。 正極反應式:__________________________________; 負極反應式:__________________________________。 方案Ⅲ:結合你所學的知識,幫助他們再設計一個驗證Fe、Cu活動性的簡單實驗方案(與方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同):____________________________________________,用離子方程式表示其反應原理:___________________________。 【答案】Fe+2H+===Fe2++H2↑  如下圖所示 2H++2e-===H2↑  Fe-2e-===Fe2+ 把鐵片插入CuSO4溶液中,一段時間后,觀察鐵片表面是否生成紅色物質 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+ 【解析】比較或驗證金屬活動性方案有很多,可以利用金屬與酸反應的難易來判斷或驗證;也可以利用原電池原理,負極是較活潑的金屬;也可以利用金屬單質間的置換反應來完成。 配蘇教版 化學 選修 化學反應原理 篤學一 原電池 原電池 氧化還原 化學能 電能 負極 正極 Zn Cu 氧化反應和還原反應 負 氧化 正 正 還原 篤學二 原電池的設計 還原性較強 氧化性較強 電解質溶液 陰、陽離子 正極 內電路 原電池正、負極的判斷方法 硝酸鐵溶液 鐵 鋅 D 硝酸銀溶液 鋅 銀 C 稀鹽酸 鐵 銅 B 稀硫酸溶液 銅 鋅 A P N M 選項 原電池原理的應用 還原反應(正極): Fe3++e-===Fe2+ 氧化反應(負極): Cu-2e-===Cu2+ 把氧化還原反應分解為氧化反應和還原反應兩個半反應,從而確定電極反應 2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 以自發的氧化還原反應為基礎 實 例 設計思路 實驗探究三 原電池原理的應用——判斷金屬活潑性 * * 配蘇教版 化學 選修 化學反應原理
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