6.1.3 原电池的应用、化学电源-【轻松课堂】2023-2024学年高一化学同步备课课件（人教版2019必修第二册）

第六章 化学反应与能量 第一节第3课时 原电池的应用、化学电源 近年来野外生存的真人秀节目在各大卫视频繁播放。某节目中野外生存达人用一个柠檬、一排铜钉和一排锌钉制作水果电池用于野外生火。某同学感到好奇自己制作了一个这样的“超级柠檬电池”。 情境引入 随着科学技术的发展和社会的进步,各种各样的电器不断的进入现代社会，大大丰富和方便了我们的生活、学习和工作。 1．该电池的电池反应是什么？写出反应的离子方程式。 思考讨论 该电池利用了金属锌与酸的反应，离子方程式为: Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 2．若用铁片代替锌片，LED灯能不能发亮？若用银片代替锌片，LED灯能不能发亮？ 若用铁片代替锌片，由于铁能与酸反应，LED灯仍然能发亮；若用银片代替锌片，由于银不能与酸反应，无电流产生，LED灯不发亮。 一、原电池电极反应的书写方法 负极反应：负极金属失电子变成阳离子的反应 正极反应：电解质溶液中阳离子得电子的反应 总反应：负极金属与电解质溶液的离子反应 —氧化反应（失电子） —还原反应（得电子） ①电极反应式是表示原子或离子在电极上得失电子的式子；（属于离子反应） ②两极反应式中电子得失数目相等；电极反应式中系数一般不化简； ③两电极反应式相加可得原电池总反应式； ④负极要考虑金属原子失去电子生成的阳离子是否与电解质溶液发生反应。 注意： 1. 加快反应速率 实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率 稀H2SO4 Zn Cu Zn+ CuSO4 = Cu + ZnSO4 锌、铜在稀硫酸溶液中形成原电池，加快锌与酸的反应速率 二、原电池的应用 原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行,使溶液中离子运动时相互的干扰减小,使反应速率增大。 2. 比较金属活动性顺序 【例1】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( ) A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b > d D．b > d > c > a B 一般， 活泼金属作负极，较不活泼的金属作正极 二、原电池的应用 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装一定数量的锌块。原因：轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。 金属易因发生原电池反应而腐蚀，如何避免轮船船身被腐蚀，延长其寿命？ 3. 金属的防护 利用原电池原理，将金属作为正极保护起来 二、原电池的应用 4. 设计原电池——制化学电源 心脏起搏器 心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器，通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲，通过导线电极的传导，刺激电极所接触的心肌，使心脏激动和收缩，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的。 二、原电池的应用 三、原电池的设计思路 ① 把反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 设计原电池的步骤： ② 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 ③ 画出装置简图 负极：一般为发生氧化反应的金属 正极：活泼弱于负极材料的金属或石墨 电解质：含发生还原反应的阳离子 三、原电池的设计思路 ① 把反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例 ② 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 负极：Fe－2e－== Fe2＋ 正极：Cu2＋＋2e－== Cu ③ 画出装置简图 Cu/石墨 Fe CuSO4 负极：Fe 正极：活泼弱于Fe的金属或石墨 电解质：含Cu2+ 练：请利用氧化还原反应 Cu+2Ag+ = Cu2++2Ag，选择适宜的材料和 试剂设计一个原电池装置，回答下列问题。 Ag片/石墨棒 （1）负极材料： ，正极材料： ， 电解质溶液： 。 AgNO3 Cu 片 （2）写出电极反应式： 负极： ， 正极： 。 Cu-2e =