2013年高中化学 第四章 第一节原电池精品课件 新人教版选修4.ppt

1、第四章 电化学基础第四章 电化学基础第一节 原电池课程标准导航1.原电池的工作原理。2能表示电极反应式和电池反应方程式。3能设计原电池装置。新知初探自学导引自主学习一、原电池原理1原电池的概念和实质(1)概念：将_转化为_的装置。(2)实质：利用能自发进行的_反应把化学能转化为电能。化学能电能氧化还原2原电池工作原理(以锌铜原电池为例)装置示意图现象锌片_，铜片上有_,电流表指针发生_逐渐溶解红色物质沉积偏转电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn2e=Zn2Cu22e=Cu总反应式ZnCu2=Zn2Cu3.原电池形成的条件

2、(1)两个_的电极；(2)_ 溶液；(3)形成_回路。(4)能自发地发生_反应。活泼性不同电解质闭合氧化还原二、原电池的设计1依据理论上，能自发进行的_均能设计成原电池。2实际设计时应注意的几个方面(1)外电路氧化还原反应还原性较强能导电电解质阴、阳(3)闭合回路负极正极自主体验1下列装置中，电流表指针能发生偏转的是()解析：选D。A项中锌电极和乙烧杯中的电解质溶液不能发生氧化还原反应，不能构成原电池，A项错误；B项中冰醋酸不导电，不构成原电池，B项错误；C项中装置符合构成原电池的条件，但两极直接接触，相当于短路，因此电路中无电流，C项错误。2下列反应不可用于设计成原电池的是()ACaCO32

3、HCl=CaCl2CO2H2OBZnCuSO4=ZnSO4CuCZn2HCl=ZnCl2H2D4Al3O26H2O=4Al(OH)3解析：选A。自发氧化还原反应理论上都可以设计成相应的原电池。但是A的反应为非氧化还原反应，所以不能设计成原电池。3.如图所示装置，下列说法正确的是()ACu为正极，Cu片上发生还原反应BCu为正极，Cu片上发生氧化反应CCu为负极，Cu片上发生还原反应DCu为负极，Cu片上发生氧化反应解析：选A。原电池的总反应为：Zn2H=Zn2H2，所以铜作正极，铜片上发生还原反应。要点突破讲练互动要点1原电池正、负极的判断方法探究导引1如何根据给定方程式判断构成原电池的正负极

4、？提示：原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。要点归纳1原电池的判定先分析有无外接电源，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：一看电极两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)。二看溶液两极插入电解质溶液中。三看回路形成闭合回路或两极直接接触。四看本质有无自发的氧化还原反应发生。2原电池正、负极的判断方法负极正极电极材料较活泼的金属较不活泼或非金属电子流向电子流出的一极电子流入的一极电流流向电流流入的一极电流流出的

5、一极离子移动方向阴离子移向的一极阳离子移向的一极反应类型发生氧化反应的一极发生还原反应的一极电极质量变化电极质量减轻的一极电极质量增加的一极气体产生产生气体的一极(通常为H2)pH变化pH增大的一极(析氢或吸氧的电极中)特别提醒(1)原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。如镁铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极，但若以氢氧化钠溶液为电解质溶液，则铝为负极，镁为正极。(2)原电池中并非只有负极电极材料参与化学反应。有的两极都参与化学反应，如可充电电池，有的两电极材料都不参与化学反应，如氢氧燃料电池。即时应用1有如图所示的两个原电池装置，下列说法不正确的是()AA

6、池中负极的电极反应为Mg2e=Mg2BMg在A池中为负极，在B池中为正极CB池中电子的流向：MgAlD原电池工作一段时间后，A池溶液的pH会增大解析：选C。判断原电池正负极，除考虑活泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。对于稀硫酸来说，镁是比铝更活泼的金属；但对于氢氧化钠溶液来说，铝是比镁更活泼的金属，所以A池中镁是负极，B池中铝是负极，B对；A池中电极反应为Mg2e=Mg2，A对；B池中电子流向为AlMg，C项错。A池中正极2H2e=H2，随着反应进行，c(H)减少，pH增大，D对。探究导引2为什么锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4，会使反应速率加快？提示：锌与稀硫酸反应时，加入少量CuS

7、O4，Cu2被锌置换出来，生成的单质Cu附着在锌的表面，此时会发生原电池反应，锌为负极，使反应速率加快。要点2原电池原理的应用要点归纳1加快氧化还原反应的速率在金属与酸溶液的置换反应中，通过形成原电池而使反应速率加快。2比较金属活动性的强弱例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极,由原电池原理可知,金属活动性 ab。3设计化学电池例如：以2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2为依据，设计一个原电池。(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极电极反应式。负极：Cu2e=C

8、u2正极：2Fe32e=2Fe2(2)确定电极材料若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；若为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。发生还原反应的电极材料必须比负极材料活泼性差。本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。(3)确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作电解质溶液。(4)构成闭合回路。4寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源5用于金属的防护如要保护一个铁闸。可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。特别提醒设计原电池时，若氧化还原方程式无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电

9、性，通常加入强碱或一般的强酸，如燃料电池，水中一般要加入KOH或H2SO4；若给出的是离子方程式，则电解质溶液是含氧化性离子的酸或可溶性盐，此时电解质不惟一。即时应用2把a、b、c、d四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，电流由d到c。a、c相连时，c极上产生大量气泡。b、d相连时,b极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()AabcdBacdbCcabd Dbdca解析：选B。根据原电池原理，作为负极的金属的活动性比正极金属的活动性强。电子流动方向是负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反，溶液中的H在正极上得电子生成H2，

10、因此可依次作出如下判断：活动性ab，cd，ac，db,综合得到结论：金属活动性顺序为acdb，所以B项正确。题型探究权威预测题型1原电池的工作原理及构成条件例例11 (2010高考广东卷改编题)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是()A正极反应为：Zn2e=Zn2B电池反应为：ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从正极流向负极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液【解析】Zn是原电池的负极，故A错；原电池总反应与没有形成原电池时的氧化还原反应相同，故B正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电流由正极流向负极，因电子流向与电流的方向相反，即电子由负极流向正极，故C错误；在溶液中，阳离子向正

11、极移动，故D错。【答案】B【易误警示】(1)注意电子与电流的方向：原电池中电子流向由负极到正极，外电路电流流向与之相反。(2)原电池中，电池可能与电解质溶液反应，也可能与电解质溶液不反应。M、N、P、E四种金属，MN2=NM2M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡题型2原电池原理的应用例例22N、E用导线连接放入E的硫酸溶液中，电极反应为E22e=E，N2e=N2。四种金属的还原性由强到弱顺序是()APMNEBENMPCPNME DEPMN【解析】由知，活泼性MN，M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面产生气泡，构成原电池正极，活泼性PM；N、E构成的原电池N作负极，活泼性N

12、E。【答案】A原电池正负极活泼性的实验探究原电池的电极类型不仅跟电极的金属活动性有关，还与电解质溶液的性质有关。电解质溶液的性质也直接关系到电极产物的存在形式。热点示例思维拓展经典案例甲、乙两位同学均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质，分别设计了如图所示的原电池,请完成下列问题：(1)甲池中正极上的实验现象是_。(2)乙池中总反应的离子方程式为_。(3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表可直接判断原电池正负极”，这种作法_(填“可靠”或“不可靠”)，如不可靠,请你提出另一种判断原电池正负极的可行的方案_(若你认为可靠，此空可不作答)。(4)一段时间后，乙学生将乙池两极取出，然后取少许乙池溶液逐滴滴加6 molL1稀硫酸直至过量，可能观察到的现象是_，各阶段对应的离子方程式分别是_。