高二化学选修4_原电池课件

第四章 电化学基础第一节 原电池

阅读教材P70 回答研究化学能与电能相互转换的装置、 1、电化学： 过程和效率的科学 2、从反应产物与电流的关系分类： ①产生电流的反应→→原电池 ②借助电流而发生的反应→→电解池

复习回顾 将化学能转化为电能 的装置。 1、原电池是______________________ 氧化还原 原电池反应的本质是____________________ 反应。 2、如右图所示，组成的原电池： (1)当电解质溶液为稀H2SO4时： 负 (填“正”或“负”)极， Zn电极是____ 2+ Zn - 2e = Zn 其电极反应为_______________,该反应 氧化 (填“氧化”或“还原”,下同)反应； 是______ 正 极，其电极反应为 Cu电极是______ 2H+ +2e- =H2↑ 该反应是_________ 还原 _______________, 反应。 (2)当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极 2+ 负 Zn - 2e =Zn 是____极，其电极反应为_____________, 正 极， 氧化 反应；Cu电极是____ 该反应是________ 2+ 还原 Cu +2e = Cu 其电极反应为_______________, 该反应_____ 反应.

原电池原理外电路失e,沿导线传递，有电流产生

氧化反应

还原反应

负极 铜锌原电池 正极Zn-2e=Zn2+阳离子 电解质 阴离子

Cu2++2e- =Cu阳离子

溶液

内电路

电 负极： Zn-2e- =Zn2+ (氧化反应) 极 正极：Cu2++2e- =Cu (还原反应) 反 2+=Zn2++Cu (离子方程式) Zn+Cu 总反应： 应 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu (化学方程式)

与原 电 池 相关的概念电子流向：失电子的一极向得电子的一极 外电路 电流方向：与电子流动方向相反 1.电路： 阴离子流动方向与电子流动方向一致

内电路

阳离子流动方向与电流方向一致

负极：电子流出的一极

2.电极：正极：电子流入的一极

负极： Zn-2e-= Zn2+

3.电极反应式：正极： 2H++ 2e-= H2↑

4.总反应式：Zn+ 2H+ = Zn2+ + H2↑

锌铜原电池工作原理

一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究提出问题： 上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸 的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长 电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造 成的呢？有没有什么改进措施？ 造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气 泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内 阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。 为了避免发生这种现象，设计如下图(书P71图4-1)所示 的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？

硫酸铜

硫酸铜

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。

实验探索实验三(书71页实验4-1) 实验现象： 有盐桥存在时电流计指针 发生偏转，即有电流通过电路。 取出盐桥，电流计指针即 回到零点，说明没有电流通过。

分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？ 盐桥在此的作用是什么？参考教材72页 第三段

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。

一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究 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。2+

ZnSO4溶液 溶液

CuSO4

负极(锌片): Zn-2e =Zn (氧化反应) 2+ 正极(铜片): Cu +2e =Cu (还原反应)电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 电池符号： Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu

负极

盐桥

正极

二、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。练习：锌铜原电池产生电流时，阳离子( B ) A 移向Zn 极，阴离子移向Cu 极 B 移向Cu 极，阴离子移向Zn 极 C 和阴离子都移向Zn极 D 和阴离子都移向Cu 极

三、实验探究形成原电池的条件

(可以)

(可以)

(可以)

形成条件一： 活泼性不同的两个电极(不可以)

负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等

实验探究形成原电池的条件

(可以)

(不可以)

形成条件二：电极需插进电解质溶液中；

实验探究形成原电池的条件

可以

不可以

形成条件三：必须形成闭合回路