4.1 原电池 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

智能手机 充电公交汽车 电灯 家用电器 生活离不开电 火力发电原理及过程 化学能 热能 机械能 电能 燃烧 蒸汽 发电机 第一节 原电池 第四章 化学反应与电能 火力发电存在的问题： ①使用的化石燃料属于不可再生资源; ②化石燃料的燃烧会产生大量的有害物污染环境; ③能量经过多次转化，能量利用率低。 【必修二P36】 能否将化学能直接转化为电能？ 伏打电池 电解液（H2SO4） 浸有电解液的湿布 正极 负极 A 锌片 锌片 浸有电解液的湿布 伏打电堆（Voltaic pile），又名伏打堆，是最早出现的化学电池，是在1800年由意大利物理学家亚历山大·伏打伯爵发明。 探究实验 讨论与交流 实验一： 观察锌片和铜片上现象和差别？ 实验二： 观察锌片和铜片上有何现象？推测原因 实验三： 观察电流表上有何现象？ 注意电流表指针偏转方向 Cu 铜锌未连接时，锌片表面有气泡，铜片无明显变化。 铜锌未连接时 反应的离子方程式： Zn＋2H＋ = Zn2＋＋ H2↑ 0 +1 0 +2 失 2e- 得 2×e- 铜锌连接时，铜表面.出现大量气泡，锌表面也有气泡。 电流表指针发生偏转，说明导线中有电流产生 实验操作 实验现象 实验结论 铜片上：无气泡 锌片上：逐渐溶解，有气泡 铜片上：有气泡 锌片上：逐渐溶解 电流表：指针偏转 锌与稀硫酸反应生成氢气，而铜不反应 装置中发生反应生成氢气，导线中有电流通过 Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ Zn－2e－=Zn2+ 2H++2e－=H2↑ 氧化反应 还原反应 负极 正极 阳离子 阴离子 SO42- 发生溶解 产生气泡 原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 外电路 内电路 阴离子 负极 阳离子 正极 外电路 内电路 e－ I 8 一、原电池 化学能转变为电能的装置 （1）原电池定义： （2）原电池的工作原理： 电极 电极材料 电极反应 反应类型 总反应 锌片 Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应 铜片 2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应 电子由锌片经外电路流向铜片 负极 正极 Zn+2H+=Zn2++ H2↑ （负极正极） 电子流向： ① 负极上还原性较强的物质失去电子发生氧化反应， ② 电子从负极经外电路流向正极， ③ 正极上氧化性较强的物质得到电子发生还原反应。 能 不能 不能 条件2：活泼性不同的两个电极 Ag Cu 条件1: 有自发氧化还原反应 （3）简单原电池构成条件 能 能 不能 条件3:电极必须插入电解质溶液中 不能 能 条件4: 两极相连形成闭合回路 原电池的构成条件 ① 活动性有差异的两种金属（或一种是非金属导体） 作电极； ② 两极均插入电解质溶液； ③ 两极相连形成闭合电路。 （金属和氧化物；惰性电极等） （或传导离子的介质） ④ 一个自发的氧化还原反应。 D 2、用锌片、铜片和硝酸银溶液组成的原电池，正极上发生的反应是( ) A.2H++2e- = H2 B.Zn-2e- = Zn2+ C.2H2O+4e-+O2 = 4OH- D.Ag++e- = Ag 1、根据Zn+Cu2+ = Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是( ) A.镁 B.石墨 C.铝 D.铅 D （4）电极反应式： 负极：Zn-2e- =Zn2+ 正极：2H++2e- =H2 总反应式： Zn+2H+= Zn2++H2 ①负极发生氧化反应； ②正极发生还原反应； ③负极反应式+正极反应式=总反应式 稀硫酸 （5）电子流向和电流流向 电子流向： 负极 正极 内电路 电流流向： 负极 正极 内电路 外电路 外电路 （6）原电池原理的应用 ①比较金属的活动性强弱 ②加快氧化还原反应速率 如：实验室用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率快。 已知一个氧化还原反应，首先分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。 ③ 设计原电池 讨论1：某原电池的总反应方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+，能实现该反应的 原电池是（ ） A、正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液 B、正极为石墨，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C、正极为F