化学选修4第四章 电化学基础第1节《原电池》(新课导入+新课讲授+课堂总结+课堂检测)课件(共27张PPT)

质量减少的电极 ——负极 ④根据电极有气泡冒出： 工作后，有气泡冒出的电极为正极
电极方程式的书写 1.简单原电池电极方程式的写法
①判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。
先写出总反应：即负极与电解质溶液反应 Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2 拆成离子方程式： Cu + 2Fe3＋ = Cu2＋ + 2Fe2＋ 2eCu2+ 根据化合价升降判断正负极 负极： Cu 失电子 Cu = 正极： Fe3+得电子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Cu A C
原电池盐桥微课
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盐桥的作用： （1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。 （2）平衡电荷。 在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁 移完成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液 ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为 Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两 种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。 由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩 散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩 的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一 直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。 若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐 桥。
请同学们思考： 上述原电池装置是将什么反应的化学 能转换成电能的？指出电池的正负极， 并分别写出其中负极和正极的电极反 应式以及该电池的总反应方程式。
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
负极（锌片）： Zn－2e- =Zn2+ （氧化反应） 正极（铜片）： Cu2+ +2e-=Cu （还原反应）
2+
电池反应（总化学方程式）：Zn + Cu2+ = Zn 电池符号： Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu 负极 盐桥 正极
设计成原电池。你有哪些可行方案? 负极： Cu Cu – 2e- = Cu2+ 正极： 比Cu不活泼的金属或石墨 电解质溶液： 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等
若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试 画出原电池的装置简图。
原电池的主要应用：
第四章 电化学基础
第1节 原电池
视频原电池工作原理导入，归纳总结原电池形成条件、 设计原电池、用盐桥改良原电池等几个基本环节，完成了复 习基本概念，总结单池原电池的设计思路，总结双池原电池 的设计思路，还借助微课形式展示盐桥的作用。接下来探讨 原电池电极方程式的书写，原电池的设计，原电池的作用。 在课程实施过程中，学生亲手实验，观察现象，提出疑问， 自主解答，自主设计，自主评价。在自主提问的过程中推动 课的前进，旨在培养学生的动手能力、问题意识，学会实验 ，学会提问、学会探究、学会设计、学会评价。
（1）有两种活泼性不同的金属(或其中一种为非金属导体)
（2）电解质溶液 （3）构成闭合回路 （4）能自发地发生氧化还原反应
3.原电池正、负极规律 （1）负极——电子 属，发生 较强 反应 流入 的极。通常是活泼性 较弱 的
氧化 流出 的极。通常是活泼性 ______的金
（2）正极——电子
金属或非金属导体，发生
2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O 负极总反应： 2Al +8OH- －6e－ ＝2AlO2- + 4H2O
正极：总反应－负极反应
6H2O ＋6e－ ＝6OH—＋ 3H2↑
总反应：2H2+ O2＝2H2O 负极: H2 失e－
2H2 - 4e- ＝ 4 H＋ 4H+ + 4OH- ＝4H2O
+ Cu
由两个半电池组成原电池的工作原理 （1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方 式连接，可以获得电流。 ①在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向外电 路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得 到电子。 ②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子 的定向运动而形成内电路。
原电池的工作原理
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形成原电池的条件
形成原电池的条件一
结论：有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导 体）作电极
形成原电池的条件二
负极总反应: 2H2 - 4e- + 4OH- ＝4H2O 正极: 总反应－负极反应 O2 + 2H2O + 4e- ＝4OH-
练习：写出铅酸蓄电池的电极反应： Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O
正极： PbO2
得电子
＝ 2PbSO4↓ ＋4H＋ ＝PbSO4↓ ＋ 2H2O
Pb ＋SO42－ － 2e－ 正极： PbO2＋SO42－ ＋ 2e－
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。
此电池的优点： 能产生持续、稳定的电流。
盐桥制法：1)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。2)将KCl 或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。
FeCl3溶液
②请写出右边原电池的电极方程式。
总反应方程式： 2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 拆成离子方程式： 2Al + 2OH－ + 2H2O 负极：Al，失e2Al 6e－ ＝ 2Al3+ = 2AlO2－ + 3H2↑ NaOH溶液 根据化合价升降判断正负极 Mg A Al
1.利用原电池原理设计新型化学电池；
2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气； 3.进行金属活动性强弱比较； 4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如 在铁器表面镀锌。
5.解释某些化学现象
还原 反应
请根据反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计一个单液原电池，并进行实验。
电流表指针发生偏转，但不稳定
CuSO4 溶液
两个电极上都有红色物质生成
CuSO4 溶液
分析：由于锌片与硫酸铜溶液直接 接触，锌片失去的电子一部分经导线传 递到铜片表面，另一部分电子直接传递 给硫酸铜溶液中的Cu2+,铜在锌片表面析 出，锌片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。 如何才能得到持续稳定的电流？
（电池的电极必须导电）
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，铅版作负极，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
请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
银锌电池（电解质为KOH）的电池总反应为：
Zn＋ Ag2O ＝ ZnO＋ 2Ag
写出其正、负极反应。 负极： Zn － 2e－ ＋2 OH－ ＝ ZnO ＋ H2O 正极： Ag2O ＋2e－ ＋H2O ＝ 2Ag ＋2OH－
原电池的设计 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。
结论：有两种活泼性不同的金属（或一种是非 金属导体）作电极
形成原电池的条件三
结论：两极相连形成闭合电路
形成原电池的条件四
结论： 一个自发进行的氧池是 将化学能转变为电能 的装置。
氧化还原 原电池反应的本质是发生_____________ 反应。 2.原电池的构成条件：
原电池的正负极的判断方法 电子流出的极 ——负极 微观判断
宏观判断： ①根据电极材料 较不活泼的电极材料 ——正极 发生氧化反应的极 ——负极
电子流入的极 ——正极
较活泼的电极材料 ——负极
②根据原电池电极发生 的反应
③根据电极增重还是减重
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极
工作后