原電池課件

1、第一節(jié) 原電池,,,預(yù) 習(xí) 全 程 設(shè) 計(jì),名 師 全 程 導(dǎo) 學(xué),案 例 全 程 導(dǎo) 航,訓(xùn) 練 全 程 跟 蹤,,,原電池及其工作原理1．概念把 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置．,化學(xué),電,2．實(shí)驗(yàn)探究,細(xì),粗,偏轉(zhuǎn),Zn－2e－===Zn2＋,Cu2＋＋2e－===Cu,原電池,3.工作原理 (以鋅－銅原電池為例),鋅片,銅片,Zn－2e－===Zn2＋,Cu2＋＋2e－===Cu,氧化反應(yīng),還原

2、反應(yīng),Zn,Cu,4.原電池的構(gòu)成條件(1)兩個(gè) 的電極；(2) ；(3)兩電極與電解質(zhì)溶液共同構(gòu)成 ；(4)能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)．,活潑性不同,電解質(zhì)溶液,閉合回路,作為原電池負(fù)極的物質(zhì)，一定是活潑金屬嗎？,提示：不一定．原電池的工作原理實(shí)質(zhì)上是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，電極本身可以參加電極反應(yīng)，也可以不

3、參加電極反應(yīng)，故負(fù)極不一定是活潑金屬.,1．構(gòu)成原電池電極的材料必須是活動(dòng)性不同的兩種金屬(　　)提示：錯(cuò)誤．只要能導(dǎo)電，非金屬如石墨也可以作原電池的正極材料，也有一些金屬氧化物能夠用于作原電池的正極．,2．電池工作時(shí)，負(fù)極材料必須失電子被氧化 (　　)提示：錯(cuò)誤．有些燃料電池是利用燃燒的反應(yīng)設(shè)計(jì)而成的，如氫氧燃料電池、甲烷燃料電池等，都是被燃燒物在負(fù)極處發(fā)生氧化反應(yīng)，而負(fù)極材料并不消耗．,3．在用鋅粒與稀

4、鹽酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，往往向反應(yīng)液中滴加幾滴硫酸銅溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)加快，這是利用了原電池原理(　　)提示：正確．因?yàn)殇\與Cu2＋發(fā)生置換反應(yīng)生成了少量的銅單質(zhì)，附在鋅的表面構(gòu)成了銅鋅原電池．,4．在必修2教材學(xué)過(guò)的Cu－Zn原電池裝置簡(jiǎn)單，選修4教材中加了鹽橋，后者工作效率更高 (　　)提示：正確．因?yàn)楸匦?教材中學(xué)的那種簡(jiǎn)易裝置，工作一段時(shí)間后，Zn片上會(huì)有少量Cu析出，在Zn片上也出現(xiàn)了許多微小原電池，電子直接

5、轉(zhuǎn)移至鋅片上的銅，因此導(dǎo)線上通的電子數(shù)會(huì)減少，故效率降低．,5．原電池的“鹽橋”中裝的必須是電解質(zhì)，原電池工作時(shí)導(dǎo)線上有電子通過(guò)，鹽橋中也一定有電子通過(guò) (　　)提示：錯(cuò)誤．因?yàn)榻饘賹?dǎo)體是靠自由電子的定向移動(dòng)而導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液只能是靠陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)而導(dǎo)電，故鹽橋上定向移動(dòng)的只能是離子而不是電子．,一、原電池工作原理1．原電池工作原理圖示,2．原電池裝置的判斷方法(1)先分析有無(wú)外接電源，無(wú)外接電源的

6、可能為原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是“四看”：看電極——兩極為導(dǎo)體且存在活潑性差異(燃料電池的電極一般為惰性電極)；看溶液——兩極插入溶液中；看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸；看本質(zhì)——有無(wú)氧化還原反應(yīng)發(fā)生．(2)多池相連，但無(wú)外接電源時(shí)，兩極活潑性差異最大的 一池為原電池．,二、原電池正負(fù)極的判斷和電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)1．原電池正負(fù)極的判斷(1)由組成原電池的兩電極材料判斷．對(duì)原電池而言，活潑的金

7、屬是負(fù)極，活潑性較弱或能導(dǎo)電的非金屬是正極．(2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷．原電池中，電流 由正極流向負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極．,(3)根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷．在原電 池內(nèi)，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極．(4)根據(jù)兩極發(fā)生的反應(yīng)來(lái)判斷．原電池的負(fù)極發(fā)生氧化 反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)．(5)根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象判斷．電極溶解的一極是負(fù)極．有固體 析出或有氣體放出的一極是正極．,2．

8、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)(1)分清負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，一般是本身被氧化，正極發(fā) 生還原反應(yīng)，一般是電解質(zhì)中的陽(yáng)離子得電子．(2)看清電解質(zhì)，電極反應(yīng)中生成的離子能否存在．(3)注意得失電子守恒．,[特別關(guān)注] 原電池的電極類(lèi)型不僅跟電極材料有關(guān)，還與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)有關(guān)．如鎂—鋁電極在稀硫酸中構(gòu)成原電池，鎂為負(fù)極，鋁為正極，但若以氫氧化鈉為電解質(zhì)溶液，則鋁為負(fù)極，鎂為正極．,三、原電池原理的應(yīng)用1．比較不同金屬

9、的活潑性強(qiáng)弱對(duì)于酸性電解質(zhì)，一般是作負(fù)極的金屬為較活潑金屬，作正極的是相對(duì)較不活潑的金屬,2．原電池的反應(yīng)速率較快構(gòu)成原電池反應(yīng)，往往能加快反應(yīng)速率．如實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，粗鋅比純鋅反應(yīng)快，或向溶液中滴入幾滴CuSO4溶液，反應(yīng)加快．3．設(shè)計(jì)原電池從原理上講，氧化還原反應(yīng)均能設(shè)計(jì)原電池．從使用的角度，反應(yīng)穩(wěn)定、持久、電流功率大，環(huán)保是發(fā)展方向．,[特別關(guān)注]分析原電池裝置，可分成三部分：(1)兩電極(電極名稱(chēng)和反應(yīng)類(lèi)型)．

10、(2)內(nèi)電路(電解質(zhì)：離子的定向移動(dòng))． (3)外電路(理順得失電子與氧化還原反應(yīng)和電子流向的關(guān)系)．,考查點(diǎn)一　原電池原理,[例1]　(2010·陵水高二檢測(cè))某原電池總反應(yīng)的離子方程式為：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是(　　)A．正極為Cu，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)溶液為FeCl3B．正極為C，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3C．正極為Fe，負(fù)極為Zn，電解

11、質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3D．正極為Ag，負(fù)極為Fe，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3,.,[答案]　C,[解析]　還原劑應(yīng)在負(fù)極上被氧化，材料為單質(zhì)鐵；氧化劑為Fe3＋，在正極上得到電子，電解質(zhì)溶液應(yīng)該為含有Fe3＋的溶液．C選項(xiàng)不能實(shí)現(xiàn)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋.,[關(guān)鍵一點(diǎn)] 在判斷電流方向時(shí)，易與電子流向混淆．在外電路，電流從正極流向負(fù)極，而電子流向則與電流方向相反．,1．如下圖所示的裝置能夠組成原電池

12、產(chǎn)生電流的是(　　),解析：依據(jù)構(gòu)成原電池的四個(gè)必要條件分析：A中兩電極相同；C中沒(méi)有構(gòu)成閉合回路；D中酒精是非電解質(zhì)．唯有B符合條件．,答案： B,考查點(diǎn)二　原電池原理的應(yīng)用,[例2]　X、Y、Z、W四塊金屬板分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中構(gòu)成原電池．X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極；Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)．據(jù)此判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是　(　　)A．X>Z

13、>W>Y　　　　　　B．Z>X>Y>WC．X>Y>Z>W D．Y>W>Z>X,[解析]　在原電池中，活潑金屬作原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑的金屬作原電池的正極，陽(yáng)離子或氧氣等在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)．電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，與電流的方向相反．因此，X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極，則活動(dòng)性X>Y；Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z，則活動(dòng)性Z>

14、W；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡，則活動(dòng)性X>Z；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)，則活動(dòng)性W>Y.綜上，可以得出金屬的活動(dòng)性順序：X>Z>W>Y.,[答案]　A,[關(guān)鍵一點(diǎn)] 因?qū)υ姵氐墓ぷ髟砗碗娏鞣较蚰：鲥e(cuò)．正、負(fù)極各發(fā)生還原、氧化反應(yīng)；電流方向與電子流動(dòng)方向相反．,2．有A、B、C、D四種金屬．將A與B用導(dǎo)線連接起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕．將A、D分別投入等濃度的

15、鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈．將銅浸入B的鹽溶液里，無(wú)明顯變化．如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出．據(jù)此，判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是 (　　)A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞CC．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C,答案： B,解析：A與B用導(dǎo)線連接起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中構(gòu)成原電池，B不易腐蝕，只能是A被氧化被腐蝕，即A作負(fù)極，B作正極，活動(dòng)性A＞B.A、D與等濃度