人教版化学选修四原电池省名师优质课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高淳县二中 芮先华,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,返回,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高淳县二中 芮先华,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,新课标人教版选修四化学反应原理,第四章 电化学基础,第1页,1,原电池,2,化学电源,4,金属电化学腐蚀与防护,电化学基础,3,电解池,氧化还原反应,化学能转化为电能，自发进行,电能转化为化学能，外界能量推进,知识结构,第2页,第一节 原电池,第3页,把化学能转变为电能装置叫,原电池,要处理问题：,1.,什么是,原电池？,2,.,原电池,工作原理？,（电子流向、电流流向、离子流向、形成条件、电极判断、电极反应写法）,第4页,原电池及其工作原理：,1.,定义：,.,电极名称：,原电池,相对活泼电极为负极,相对不活泼电极为正极,3.,电极反应：,原电池,负极：,正极：,失电子氧化反应,得电子还原反应,从理论上说，任何一个自发氧化还原反应均可设计成原电池。,化学能转化为电能装置为原电池。,第5页,活动探究,1,试验组别,组,组,组,组,蜂鸣器,区分,结论,响,响,两极材料不一样,活泼性不一样,两个电极,响,不响,负极：较活泼金属,正极：较不活泼金属、,石墨,等,4,原电池形成条件：,Mg,Cu,第6页,橙汁,H,2,溶液导电性不一样,电极材料均需插入,电解质,溶液中,活动探究,2,蜂鸣器,组,组,组,响,区分,结论,响,不响,第7页,蜂鸣器,组,组,响,区分,结论,不响,电解质溶液是否连通,两极相连与电解质溶液必须形成,闭合,回路,活动探究,3,第8页,：原电池组成条件,能自发地发生,氧化还原反应,两种活泼性不一样电极,电解质溶液（做原电池内电路，可能参加反应）,形成闭合回路,负极：较活泼金属,正极：较不活泼金属、石墨等,（正极普通不参加电极反应，只起导电作用）。,小结,第9页,5.,定向移动方向,：电子、离子,原电池,“,负极给出电子，并流向正极,”,必发生,失电子,氧化反应,必发生,得电子,还原反应,第10页,与,原 电 池 相关概念,1.,电路：,外电路,内电路,电子流向：负极流向正极,电流方向：正极流向负极,阴离子流向负极,阳离子流向正极,2.,电极：,正极：电子流入一极,负极：电子流出一极,3.,电极反应式：,正极：,2H,+,+2e,-,H,2,负极：,Zn,2e,-,Zn,2+,4.,总反应式：,Zn+2H,+,Zn,2+,+H,2,第11页,例,1.,以下哪几个装置能形成原电池？,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO,4,第12页,例,2.,在盛有稀,H,2,SO,4,烧杯中放入用导线连接锌片和铜片，以下叙述正确是,(),(A),正极附近,SO,4,2,离子浓度逐步增大,(B),电子经过导线由铜片流向锌片,(C),正极有,O,2,逸出,(D),铜片上有,H,2,逸出,D,第13页,1.,某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是,(),A.Mg B.Fe C.Al D.Cu,B,2.,由铜锌和稀硫酸组成原电池工作时，电解质溶液,pH(),A.,不变,B,先变大后变小,C,逐步变大,D.,逐步变小,C,练习：,第14页,1.,以下装置中能组成原电池形成电流是,(),牛刀小试,C,A,Zn,Cu,H,2,SO,4,Cu,Zn,A,酒精,A B,Zn,H,2,SO,4,A,Cu,H,2,SO,4,C D,A,Cu,Cu,H,2,SO,4,原电池判断,第15页,负极,正极,Zn-2e,-,=Zn,2+,2H,+,+2e,-,=H,2,还原剂,(Zn),失去电子，发生氧化反应,氧化剂,(H,+,),在铜极上得到电子，发生还原反应,还原剂失去电子从锌极流出,流入铜极,经外电路,Zn,2+,H,+,SO,4,2-,电流方向,小结,第16页,？,提出问题：,上图是我们在必修,2,中学习过将锌片和铜片置于稀硫酸,原电池，假如用它做电源，不但效率低，而且时间稍长,电流就很快减弱，所以不适合实际应用,。,这是什么原因造,成呢？有没有什么改进办法？,讨论：,造成主要原因,：因为在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐步隔开，这么就增加了电池内阻，使电流不能通畅。这种作用称为,极化作用。,对锌铜原电 池工作原理深入探究,为了防止发生这种现象，设计以下列图（书,P,71,图,4-1,）所表示原电池装置，你能解释它工作原理吗？,第17页,在探究试验装置中架上,盐桥,连通,看有什么现象？,电流计指针回到零点，,说明无电流，,未组成原电池,。,电流计指针偏转，,有电流经过电路，,是,原电池,装置,;,(2),然后取出盐桥，又将看到什么现象,?,探究试验,盐桥：在,U,形管中装满用饱和,KCl,溶液和琼胶作成冻胶。,ZnSO,4,Zn Cu,CuSO,4,A,第18页,（）盐桥作用是什么？,可,提供定向移动阴阳离子，使由它连接两溶液保持电中性，盐桥保障了电子经过外电路从锌到铜不停转移，使锌溶解和铜析出过程得以继续进行。,导线作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥作用则是沟通内电路。,.,双液原电池工作原理,（相关概念）,（）盐桥中装有饱和,KCl,溶液和琼脂制成,胶冻，胶冻作用是预防管中溶液流出,盐桥作用：,（,1,）形成闭合回路。,（,2,）平衡电荷。,第19页,(3),双液原电池,优点：,能产生连续、稳定电流。,第20页,_,原电池,_,_,双液,锌半电池,铜半电池,第21页,mA,Cu,Zn,2+,Cu,2+,SO,4,2-,SO,4,2-,Zn,K,+,Cl,-,Zn,2+,mA,Zn-2e,-,=Zn,2+,Cu,2+,+2e,-,=Cu,氧化,反应,盐,桥,还原,反应,+,负极,正极,把氧化反应和还原反应分开在不一样区域进行，再以适当方式连接，能够取得电流。,第22页,1,、依探究试验原理，按以,下反应设计一个能连续产生电流原电池装置，画出装置图。,Cu+2AgNO,3,=Cu(NO,3,),2,+2Ag,课堂练习,AgNO,3,Ag Cu,Cu(NO,3,),2,A,说明：盐桥为含有琼胶,KNO,3,饱和溶液,第23页,3.,判断以下哪些装置组成了原电池？若不是，说明理由；若是，指出正负极名称并写出电极反应式。,(A)(B),(C)(D),CuCl,2,FeCl,3,A,Cu,C,第24页,24,4,.,依据反应：,2Ag,+,(aq)+Cu(s)=Cu,2+,(aq)+2Ag(s),设计原电池如图所表示。,请回答以下问题：,（,1,）电极,X,材料是,_,；电解质溶液,Y,是,_,；,（,2,）银电极为电池,_,极，发生电极反应为,_,；,X,电极上发生电极反应为,_,。,（,3,）外电路中电子是从,_,电极流向,_,电极。,铜,AgNO,3,正,2Ag,+,+2e,-,=2Ag,Cu-2e,-,=Cu,2+,Ag,Cu,第25页,电池电极反应式类型,电,池,仅有负极材料,参加反应,两电极材料均,参加反应,两电极材料均,不参加反应,第26页,26,由,NordriDesign,提供,电池电极反应式书写,先写出总反应，再写出某一个简单半反应，用总反应 减去半反应就得到另一个半反应,规则：,第27页,一,、仅有负极材料参加反应,参加反应金属电极本身为负极，负极参加反应金属失电子（先写出负极反应式），正极是介质溶液中微粒得电子（反应普通为析氢、吸氧、析,Cu,、,Ag,等）。,第28页,28,1,、酸性较强介质：正极普通是析氢反应。,负极：,Zn-2e,-,=Zn,2+,正极：,2H,+,+2e,-,=H,2,总反应：,Zn+2H,+,=H,2,+Zn,2+,第29页,29,2,、碱性介质：正极普通是吸氧反应。,负极：,2Fe-4e,-,=2Fe,2+,或,2Fe+2OH,-,-4e,-,=2Fe(OH),2,正极：,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,总反应：,2Fe+O,2,+2H,2,O=2Fe(OH),2,第30页,30,3,、靠近中性介质：正极普通是吸氧反应。,负极：,2Fe-4e,-,=2Fe,2+,正极：,O,2,+4e,-,+2H,2,O=4OH,-,总反应：,2Fe+O,2,+2H,2,O=2Fe(OH),2,第31页,31,4,、含不活泼金属盐溶液为介质：正极析出不活泼金属（,Cu,、,Ag,等）。,负极：,Fe-2e,-,=Fe,2+,正极：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,总反应：,Fe+Cu,2+,=Cu+Fe,2+,第32页,32,练习：请写出右边原电池,电极,方程式,总反应方程式：,负极：,Al,，失,e,-,2Al -6e,2,Al,3+,2Al,3+,+8OH,-,=2AlO,2,-,+4H,2,O,负极总反应：,2Al+8OH,-,6e,2AlO,2,-,+4H,2,O,正极：总反应负极反应,6H,2,O,6e,6OH,3H,2,Mg Al,NaOH,溶液,A,拆成离子方程式：,2Al,+,2OH,+,2H,2,O,=,2AlO,2,+,3H,2,依据化合价升降判断正负极,2Al,+,2NaOH,+,2H,2,O,=,2NaAlO,2,+,3H,2,第33页,二、电极材料本身均不参加反应,两电极均为惰性电极，常见于燃料电池。,1,、酸性介质,氢氧燃料电池,2H,2,+O,2,=2H,2,O,负极：,2H,2,-4e,-,=4H,+,正极：,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,a.,应考虑电解质对电极反应影响,b.,介质为酸性溶液时，反应式两边不能出现,OH,-,离子,c.H,+,写在正极反应物中,第34页,34,2,、碱性介质,氢氧燃料电池,2H,2,+O,2,=2H,2,O,负极：,2H,2,+4OH,-,-4e,-,=4H,2,O,正极：,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,第35页,35,3,、当电解质溶液靠近中性时,氢氧燃料电池,2H,2,+O,2,=2H,2,O,负极：,2H,2,-4e,-,=4H,+,正极：,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,第36页,36,例一 有些人设计出利用,CH,4,和,O,2,反应，用铂电极在,KOH,溶液中组成原电池。电池总反应类似于,CH,4,在,O,2,中燃烧，则以下说法正确吗？,1.,负极上是,O,2,取得电子，电极反应式为,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,2.,负极上,CH,4,失去电子，电极反应式,CH,4,+10OH,-,8e,-,=CO,3,2-,+7H,2,O,第37页,37,三、两电极材料均参加反应,两电极材料通常由金属和金属化合物组成。,1,、酸性介质,铅蓄电池：,Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,2PbSO,4,+2H,2,O,负极：,Pb+SO,4,2-,2e,-,=PbSO,4,正极：,PbO,2,+SO,4,2-,+4H,+,+2e,-,=PbSO,4,+2H,2,O,a.,应考虑电解质对电极影响（如生成难溶物等）,b.,介质为酸性溶液时，反应式两边不能出现,OH,-,c.H,+,写在正极反应物中,第38页,38,2,、碱性介质,爱迪生蓄电池：,Fe+NiO,2,+2H,2,O Fe(OH),2,+Ni(OH),2,负极：,Fe+2OH,-,2e,-,=Fe(OH),2,正极：,NiO,2,+2H,2,O+2e,-,=Ni(OH),2,+2OH,-,a.,反应式两边不能出现,H,+,离子,b.OH,-,写在负极反应物中,第39页,39,1.,利用原电池原理设计新型化学电池；,2.,改改变学反应速率，如试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正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。,五、原电池主要应用：,5.,解释一些化学现象,第40页,(1),比较金属活动性强弱。,例,1,：,以下叙述中，能够说明金属甲比乙活泼性强是,C.,将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；,A.,甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有,H,2,气放出；,B.,在氧化,还原反应中，甲比乙失去电子多；,D.,同价态阳离子，甲比乙氧化性强；,（,C,）,原电池原理应用：,第41页,(2),比较反应速率,例,2,：,以下制氢气反应速率最快是,粗锌和,1mol/L,盐酸；,B.,A.,纯锌和,1mol/L,硫酸；,纯锌和,18 mol/L,硫酸；,C.,粗锌和,1mol/L,硫酸反应中加入几滴,CuSO,4,溶液。,D.,（,D,）,原电池原理应用：,第42页,(3),比较金属腐蚀快慢,例,3,：,以下各情况，在其中,Fe,片腐蚀由,快,到,慢,次序是,(5),(2),(1),(3),(4),原电池原理应用：,第43页,例,4,：,以下装置中四块相同,Zn,片，放置一段时间后腐蚀速,率由,慢,到,快,次序是,(4),(2),(1),(3),第44页,(5),原电池原理综合应用,例,5,：市场上出售“热敷袋”主要成份为铁屑、炭粉、木屑、少许氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发觉有大量铁锈存在。,“热敷袋”是利用,放出热量。,2),炭粉主要作用是,。,3),加入氯化钠主要作用是,。,4),木屑作用是,。,铁被氧化,与铁屑、氯化钠溶液组成原电池，加速铁屑氧化,氯化钠溶于水、形成电解质溶液,使用“热敷袋”时受热均匀,原电池原理应用：,第45页,小 结,定义,:,（,1,）由两个半电池组成锌铜原电池工作原理,原电池,把化学能转化成电能装置。,2,、原电池工作原理,较活泼金属发生,氧化反应,电子从较活泼金属,(,负极,),经过外电路流向较不活泼金属,(,正极,),。,负极 正极,电子流向,电流流向,（,2,）,形成原电池条件,（,3,）原电池正负极判断方法,（,4,）电极材料选择（电池电极必须导电）,第46页,