选修4-化学反应原理第四章第一节原电池第1课时ppt课件

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第四章 电化学基础,第一节 原电池,第1课时,新课标人教版高中化学课件系列,选修4 化学反应原理,1,形成原电池的条件,,,,,u,知识回顾,原电池,2,,结论：,形成原电池的条件一,有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极,知识回顾,原电池,3,形成原电池的条件二,结论：,电极材料均浸入电解质溶液中,,知识回顾,原电池,4,形成原电池的条件三,,结论：,两极相连形成闭合电路,知识回顾,原电池,5,形成原电池的条件四,结论：,,一个自发进行的氧化还原反应,u,知识回顾,原电池,6,组成原电池的条件,1、有两种活泼性不同的金属（或一种是 非金属导体）作电极 2、电极材料均浸入电解质溶液中 3、两极相连形成闭合电路 4、一个自发进行的氧化还原反应,知识回顾,原电池,7,请写出图片中原电池的电极反应式和电池反应方程式。,负极：,（锌片） Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应,正极：,（铜片） 2H+ + 2e- = H2↑,,,稀H2SO4,,还原反应,原电池,8,[探究实验一],请根据反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计一个单液原电池，并进行实验。,原电池,9,电流表指针发生偏转，但不稳定。,两个电极上都有红色物质生成,原电池,10,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，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。,原电池,11,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。,思考,原电池,12,[探究实验二] 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和硫酸铜溶液的烧杯中，中间用一盐桥连接，观察现象。,电极反应：,负极： Zn - 2e- = Zn2+ （氧化反应） 正极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应）,电池反应方程式：,Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,原电池,13,盐桥的作用：Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。,原电池,14,导线传递电子，沟通外电路；而盐桥则传递正负离子，沟通内电路。 盐桥保持溶液电中性，使两个烧杯中的溶液连成一个通路。,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,原电池,15,此原电池的优点： 能产生持续、稳定的电流。,原电池,16,此原电池是由两个半电池组成的（锌和锌盐溶液构成锌半电池，铜和铜盐溶液构成铜半电池）；半电池中的反应就是半反应,即电极反应。,原电池,17,将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。,小 结,原电池,18,[探究实验三] 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和稀硫酸溶液（与硫酸铜溶液的浓度相同）的烧杯中，中间用一盐桥连接，观察并比较产生电流强度的大小。,,,H2SO4,原电池,19,结论 由于氧化还原反应的本质是电子的转移，而原电池反应的结果导致产生了电流，故原电池反应的本质就是自发的氧化还原反应。,在相同条件下，原电池输出电能的能力，取 决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。,原电池,20,氧化反应,Zn-2e=Zn2+,,铜锌原电池,电解质溶液 盐桥,失e，沿导线传递，有电流产生,,还原反应,Cu2++2e- =Cu,阴离子,阳离子,负极,正极,原 电 池 原 理,,外电路,内电路,,原电池,21,原电池的组成——两个半电池,锌半电池,铜半电池,利用同样的原理，可以把其它氧化还原反应设计成各种原电池。,原电池,22,1、Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：①Cu作____极, ②Fe作____极 电极反应式是：负极____________ 正极_____________ 总反应式是___________________________ 如将稀硫酸改为浓硝酸则： ①Cu作____极, ②Fe作____极 电极反应式是：负极____________ 正极_____________________ 总反应式是_______________________________,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 ↑ +2H2O,正,负,Fe-2e-=Fe2+,2H++2e-=H2↑,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,负,正,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H++2e-==2NO2 ↑ +2H2O,2、 实验室氢气选用纯锌粒好还是选用粗锌好？为什么？,选用粗锌好，形成原电池可加快反应。一般先把锌用硫酸铜溶液浸泡一下。,原电池,23,利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。,强调：原电池的设计,原电池,24,负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极(Pt或C)：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）,原电池,25,例、判断右边原电池的正负 极，并写出电极反应式,强调：电极的判断及电极反应式的书写,负极：Cu -2e- =Cu 2+ 正极：2Fe3+ +2e- =2Fe2+,（稀硫酸）负极:Mg -2e- =Mg2+ 正极：2H++2e- =H2↑,原电池,26,,Mg Al,,,A,,,,,,,,,,,,+,稀硫酸溶液,NaOH溶液,-,(NaOH溶液) 负极：2Al+8OH- -6e- =2AlO2-+4H2O,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,正极：6H2O+6e- =3H2↑+6OH-,原电池,27,强调：电极的判断及电极反应式的书写,方法一：根据电极材料的性质确定。 1.对于金属—金属电极， 活泼金属是负极，不活泼金属是正极； 2.对于金属—非金属电极， 金属是负极，非金属是正极，如干电池等； 3.对于金属—化合物电极， 金属是负极，化合物是正极。 方法二：根据电极反应的本身确定。 失电子的反应→氧化反应→负极； 得电子的反应→还原反应→正极。,原电池,28,请利用：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 的反应原理，设计一个能产生电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。,练习一,原电池,29,电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。,负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag,电解质溶液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3,1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。,2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液。,原电池,30,AgNO3,原电池,31,练习二：利用此氧化还原反应来设计原电池，写出电极反应式，并画出装置图。,（Fe + CuSO4 = Cu + 2 FeSO4）,原电池,32,原电池,33,练习三：利用此氧化还原反应来设计原电池，写出电极反应式，并画出装置图。,（Cu + 2FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）,原电池,34,原电池,35,课堂小结,一、构成原电池的条件 二、探究“单液电池”，寻找改进方法—“双液电池” 三、电极反应式的书写 四、盐桥的作用 五、原电池反应的本质,原电池,36,Thanks 谢谢您的观看！,37,