高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池授课课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池授课课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了原电池的工作原理，演示实验，化学能转化为电能，实验分析，氧化反应，还原反应，Cl－，dabc，原电池原理的应用，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
提问：现代生活离不开方便实用的化学电源。各种各样的化学电源都是依据原电池的 原理制造的。那么原电池的工作原理具体是怎样的呢?
提问：将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连起来组成原电池,可以获得电流。但是如果用它作电源,不但效率低,而且时间稍长,电流就会不断减弱,不适合于实际应用。这是什么原因呢?
主要是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。
盐桥中装有饱和的 KCl 溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出。在没有盐桥的简单原电池装置中,一段时间后,溶液会因带电离子的积累而阻碍电子的转移。但若有盐桥存在,盐桥中的离子可以迁移,以中和溶液中过剩的电荷,起到了沟通电路的作用,使传递电子的反应能继续进行。
讨论：(1)盐桥的作用是什么?
提示:①使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触 (离子通路),即连接内电路,形成闭 合回路,起到导电作用;②平衡电荷,使原电池不断产生电流。
讨论：(2)改进后的原电池装置有什么优点?
提示:①避免了两溶液直接接触,从而避免能量损失,提高电池效率,可以提供稳定电流;②不工作时,化学能不会自动释放。
视频“铜锌原电池实验”
(1)当有盐桥存在时,锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质生成,电流表指针发生偏转; (2)取出盐桥时,指针回到零点,即电路中没有电流通过
(1)当有盐桥存在时,在 ZnSO4 溶液里,锌片逐渐溶解,即锌被氧化,锌原子失去电子,形成Zn2+ 进入溶液,从锌片上释放出的电子经导线流到铜片上。随着反应的进行,左边 c(Zn2+ )增大,右边 c(Cu2+ )减小,此时盐桥中的 Cl－会移向ZnSO4溶液,K+ 会移向CuSO4溶液,使左右两个烧杯中的溶液均保持电中性,氧化还原反应得以持续进行,从而使原电池不断地产生电流。
(2)当取出盐桥时,由于锌失去电子成为Zn2+ 进入溶液,使ZnSO4溶液因Zn2+ 增加而带正电,同时Cu2+ 获得电子成为金属铜沉积在铜片上,使CuSO4溶液因Cu2+ 减少而带负电,这两种因素均会阻止电子持续从锌片流向铜片,造成电流中断。
根据锌铜原电池填写下表
负极(锌片) →正极(铜片)
阴离子移向负极(锌片),阳离子移向正极(铜片)
形成闭合回路,平衡电荷,产生稳定电流
小试牛刀1.根据以上实验探究回答下列问题:(1)盐桥(装有含 KCl饱和溶液的琼脂)中离子移动方向:____移向ZnSO4溶液,_____移向CuSO4溶液,盐桥在原电池装置中的作用是_________________________________。
小试牛刀1.根据以上实验探究回答下列问题:(2)对比图Ⅰ与图Ⅱ两装置,______能更有效地将化学能转化为电能的是 ,其原因是________________________________________________________________________。
小试牛刀2.(2)下列装置中,不能构成原电池的是_____,能构成原电池的指出电极的名称并写出电极反应。
(1)定义:把化学能转化为电能的装置。(2)构成条件
(3)原电池工作原理示意图
(4)原电池中正、负极的判断
二、原电池工作原理的应用
原电池原理的应用———设计制作原电池。依据:理论上,自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
负极材料:Cu 正极材料:石墨或铂或Ag等 电解质溶液:AgNO3溶液
设计制作原电池的思维模式(1)拆分反应:将氧化还原反应分成两个半反应;(2)选择电极材料:将还原剂(一般为比较活泼的金属)作负极,活泼性比负极弱的金属或非金属导体作正极;(3)构成闭合回路:如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质溶液应含有与电极材料相同的金属阳离子;(4)画出装置图:结合要求及反应特点,画出原电池装置图,标出电极材料名称、正负极、电解质溶液等。
提问：当向试管 a 中滴入CuSO4溶液后,观察到其中产生气泡的速率较试管 b 中的快,分析其中的原因是什么呢?
CuSO4溶液与锌发生置换反应生成 Cu,从而形成了微小锌铜原电池,加快产生 H2的速率。
原电池的形成可加快化学反应速率。
小试牛刀1.有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下所示:由此可判断这四种金属的活动性顺序是__________。
(1)比较金属活动性的强弱:一般来说,负极材料的活动性强于正极材料。(2)设计制作原电池:理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应都可以按照原电池构成条件,选择合适的电极材料、电解质溶液来构成原电池。(3)加快化学反应速率:形成原电池后,加快了电子的转移速率,因此可加快化学反应速率。(4)用于金属的防护:在原电池反应中,负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,因此可依据原电池原理设计原电池,使需要保护的金属作正极,从而达到防腐蚀的目的。
一、原电池的工作原理1.锌铜原电池2.原电池(1)定义:把化学能转化为电能的装置。(2)构成条件①自发进行的氧化还原反应;②两个电极;③电解质;④形成闭合电路(或两极直接接触)。(3)原电池工作原理(4)原电池中正、负极的判断
二、原电池工作原理的应用1.加快化学反应速率2.判断金属的活动性3.设计制作原电池4.用于金属的防护
1.盐桥中装有琼脂凝胶,内含氯化钾。两种原电池装置如图所示，下列说法错误的是( )A.原电池Ⅰ和Ⅱ的反应原理都是Zn+Cu2+ Zn2+ +CuB.电池工作时,导线中电子流向为Zn→CuC.正极反应为Zn－2e－ Zn2+ ,发生还原反应D.电池Ⅱ工作时,盐桥中的 K+ 向右侧烧杯移动,Cl－向左侧烧杯移动
3.依据氧化还原反应2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池装置如图所示。下列说法正确的是( )A.X电极上发生的电极反应为Cu－2e－ Cu2+B.电极X的材料是Cu,电解质溶液Y是CuSO4溶液C.银电极为电池的负极,被氧化D.盐桥中 K+ 移向CuSO4溶液