2015年秋苏教版高中化学选修四：专题1-第2单元（1）《原电池的工作原理》ppt课件详细信息
| 宜城教育资源网www.ychedu.com2015年秋苏教版高中化学选修四：专题1-第2单元（1）《原电池的工作原理》ppt课件第二单元化学能与电能的转化第1课时原电池的工作原理1．电流是怎样形成的？【答案】电子的定向移动形成电流。2．什么是氧化还原反应？【答案】有电子得失或共用电子对偏移的化学反应叫氧化还原反应，表现为化合价的变化。1．以铜锌原电池为例，熟练掌握原电池的工作原理。2．能正确判断原电池的正负极。3．熟练书写原电池的电极、电池反应方程式。1.装置如右图所示是________装置，是借助________反应将______转化为______的装置。Zn是____，Cu是____，外电路电子由____通过导线流向____。请分别写出电极反应式和总反应方程式：负极反应式：________________；正极反应式：________________；总反应方程式：____________________。2．工作原理原电池原理是把____________________分开进行，还原剂在____极上失去电子发生_____反应，电子通过导线流向____极，氧化剂在____极上得到电子发生_____反应。1.设计原电池时，用____________的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用___________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____________中，并通过__________的定向运动而形成内电路。3．放电时，负极上的电子通过导线流向______，再通过溶液中离子形成的________构成回路。【慎思1】盐桥内盛放的是什么物质？其作用是什么？【答案】盐桥内通常装有含有琼脂的KCl饱和溶液。离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。使用盐桥将两个半电池完全隔开，使副反应减至最小程度，可以获得单纯的电极反应，便于分析放电过程，有利于最大程度地将化学能转化为电能。【慎思2】原电池形成的条件是什么？【答案】(1)两个活泼性不同的电极，其中一个相对来说较活泼，另一个相对来说较不活泼，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液中。(2)电解质溶液。(3)形成闭合回路。(4)能自发地发生放出能量的氧化还原反应。【慎思3】在原电池内部，电解质溶液中的阴、阳离子是如何移动的？【答案】阴离子移向负极，阳离子移向正极。【例1】将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电流计连接成原电池，此电池工作时，下列叙述正确的是()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。例如：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。【体验1】在下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()【答案】C【解析】本题通过电极变化来确定电极，N棒变细，即N极上发生氧化反应，N棒金属较活泼，排除A、D；由M棒变粗，可知B不正确。1．加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。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a＞b。(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(2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如下图所示：请回答下列问题：①电极X的材料是____，Y的材料是____，电解质溶液Z是________。②盐桥的作用是__________________________。③外电路中的电子是从________电极流向________电极。解析本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，理解带盐桥的原电池的组成原理。根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应)：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag；然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极要保证Ag＋得到负极失去的电子，电解质溶液只能用含Ag＋的电解质溶液，如AgNO3溶液。而正极材料的活泼性比Cu弱。在带盐桥的原电池组成半电池时，注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如Cu2＋/Cu或Ag＋/Ag。答案(1)实验装置图如右图Pt(合理即可)2Ag＋＋2e－===2AgCuCu－2e－===Cu2＋(2)①CuAgAgNO3溶液②将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导③CuAg(1)例析原电池的设计过程：(2)设计原电池时，若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电性，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，此时电解质可能不唯一。【答案】C【解析】本题考查原电池的组成，活泼金属为负极，且能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。【案例】某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为_____________________。方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。正极反应式：__________________________________；负极反应式：__________________________________。方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：____________________________________________，用离子方程式表示其反应原理：___________________________。【答案】Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑如下图所示2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片表面是否生成红色物质Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋【解析】比较或验证金属活动性方案有很多，可以利用金属与酸反应的难易来判断或验证；也可以利用原电池原理，负极是较活泼的金属；也可以利用金属单质间的置换反应来完成。 宜城教育资源网www.ychedu.com |
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