（鲁科版）化学选修四：1.3电能转化为化学能--电解3课时课件 （4份打包）

第3节 化学能转化为电能——电池 第1课时 原电池的工作原理 1.通过学习铜-锌原电池，掌握原电池的工作原理。 2.认识带盐桥的原电池。 原电池的能量转化和构成条件是什么？ 1.原电池装置能将化学能转化为电能。 2.构成条件： 3.能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。 活泼性不同的两个电极插入电解质溶液形成闭合回路。 试剂和仪器： CuSO4溶液，锌粉， 锌片，铜片，检流计(G)， 导线，大烧杯 将锌粉加入CuSO4溶液中，会发生反应:Zn+Cu2+====Zn2++Cu。 该反应是放热反应，请设计实验将该反应所释放的能量转 化为电能并实施你设计的实验。画出装置图并标出名称。 G Zn Cu CuSO4溶液 正极(Cu ): Cu2++2e- ==== Cu (还原反应） 负极(Zn):Zn-2e- ====Zn2+ (氧化反应） 一、原电池的工作原理 1.负极失电子，电子经导线流向正极，溶液中的阳离子在正极表面得电子。 Cu Zn2+ Cu2+ SO42- 2.电极反应 电子沿导线传递， 产生电流 Zn - - - 阳离子 阴离子 判断下列哪些是原电池，并指出正负极。 A B C D √ √ F G √ √ E 例1 请指出下列原电池中电子的流向及正负极的名称，并写出电极反应式和电池总反应式。 正极(Ag)： 负极(Fe)： Cu2++2e- ====Cu Fe -2e- ====Fe2+ 电子的流向：由Fe流向Ag。 总反应： Fe+Cu2+====Fe2++Cu 这是改进后的Cu-Zn原电池，仍能形成电流。 如图所示，还能形成电流吗？ 常用琼脂和KCl。 Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动， 使硫酸锌和硫酸铜溶液一直保持 电中性，从而保证电子(带负电荷) 不断从Zn极流向Cu极。 了解盐桥的成分和作用： 盐桥 负极 电子流出 发生氧化反应 Zn–2e-====Zn2+ 正极 电子流入 发生还原反应 Cu2+ + 2e-====Cu 材料相对活泼 材料相对不活泼 电解质溶液 原电池原理 负极反应式 正极反应式 盐桥 例2 关于如图所示装置的叙述，下列叙述正确的是( ) A．铜是阳极，铜片上有气泡产生 B．铜片质量逐渐减少 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．铜离子在铜片表面被还原 D 不一定。例如： 负极：2Al+8OH－–6e- ====2[Al(OH)4]－ 正极：6H2O+6e- ====3H2↑+6OH－ 根据金属活动性顺序表可知，镁比铝活泼。 用镁和铝作原电池的两电极，镁一定作负极吗？ 总反应：2Al+2OH－+6H2O====2[Al(OH)4]－+3H2↑ 二、原电池原理的应用 1.加快氧化还原反应的速率 原因：锌置换出铜， 形成铜-锌原电池， 加快了反应速率。 例如：用锌和稀硫酸反应制氢气，常加入少量CuSO4溶液。 Cu Zn CuSO4溶液 2.比较金属的活动性 一般负极是活泼金属，正极金属的活泼性较弱。 例：把a、b、c、d 四块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两 两相连可以组成各种原电池．若a、b相连时，a为负极； c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相 连时，b为正极．则这四种金属的活动性顺序由大到小为 。 a＞b c＞d a＞c d＞b a＞c＞d＞b 用比铁更活泼的金属作负极可以保护钢铁。 纯铁不易生锈。生铁是铁、碳合金，在一定条件下构成原电池时铁作负极，更容易腐蚀。你能利用原电池原理来保护金属吗？ 负极 负极 活泼性：Zn>Fe>Sn 镀锌铁和镀锡铁相比较，谁更耐腐蚀？ 镀锌铁 Zn Fe 电解质溶液 Fe Sn 原电池的工作原理 Cu Zn2+ Cu2+ SO42- 电子沿导线传递， 产生电流 两极发生的反应： 负极(Zn):氧化反应 正极(Cu):还原反应 负极→正极 正极→负极 阳离子移向正极 阴离子移向负极 溶液中离子的移动方向 电流的流向： 电子的流向： Zn - - - 阳离子 阴离子 1.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其 悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心地向烧杯中央滴入 CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是( ) A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.保持平衡状态 C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜 D 2.对于原电池的电极名称，下列叙述正确的是( ) A.电子流入的为负极 B.比较活泼的为正极 C.电子流入的为正极 D.发生氧化反应的为正极 C