2011年高二化学课件：1.3《第1课时原电池工作原理》(鲁科版选修4)

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1、第3节　化学能转化为电能——电池第1课时　原电池工作原理1．了解原电池的工作原理。2．掌握构成原电池的条件。3．会设计原电池。一、铜锌原电池的实验探究1．装置2．盐桥(1)成分：KCl饱和溶液。(2)离子移动方向：Cl－移向溶液；K＋移向溶液。(3)作用①使两个半电池溶液连成一个通路。②使两溶液保持电中性。ZnSO4CuSO43．实验现象电流计指针是否偏转电极表面变化情况Ⅰ锌片质量，铜片质量Ⅱ锌片质量，铜片质量偏转偏转减少减少增加增加4.实验分析及电极反应Zn极Cu极电子流动得失电子电子经导线由流向电极名称电极反应反应类型失电子负极氧化反应还原反应溶液中C

2、u2＋得电子正极Cu2＋＋2e－―→CuZn―→Zn2＋＋2e－负极正极二、原电池1．定义：将转化为的装置。2．构成条件(1)由两种活泼性不同的金属或由金属和非金属作电极，一般较活泼金属作，较不活泼金属或非金属作。(2)两电极必须同时浸在中。(3)两电极之间要用导线(或盐桥)形成。(4)能自发地发生氧化还原反应(有明显电流产生时需具备此条件)。化学能电能负极正极电解质溶液闭合回路3．工作原理(以铜锌原电池为例)[开放探究](1)构成原电池的化学反应有何特点？(2)如何用反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋设计原电池？提示：(1)必须是自发的氧化还原反应，原

3、电池是化学能转化为电能的装置，发生的反应必定是放热反应，即反应的焓变小于零。(2)(其他答案合理也可)1．在理论上不能用于设计原电池的化学反应是()A．H2SO4(aq)＋BaCl2(aq)===2HCl(aq)＋BaSO4(s)ΔH<0B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH<0C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH<0D．3Cu(s)＋8HNO3(aq)===3Cu(NO3)2(aq)＋2NO(g)＋4H2O(l)ΔH<0解析：用于设计成原电池的反应一般为放热的、可以自

4、发进行的氧化还原反应，所以A不能，因为A为复分解反应，是非氧化还原反应。答案：A2．将铜和锌用导线连接插入到盐酸中，关于该装置的叙述，正确的是()A．锌是负极，铜的表面有气泡B．电子从铜极经外电路流向锌极C．溶液中Cl－向铜极移动D．溶液的pH基本没有变化解析：B项锌失去电子，电子从负极流向正极，电流方向与电子流向相反，B错；原电池中阴离子流向负极，C错；H＋在正极得电子生成H2，所以溶液中H＋浓度降低，pH增大。答案：A3．在下图中的8个装置中，属于原电池的是________。解析：构成原电池要有四个基本条件。a.电解质溶液；b.两个电极，其中一个相对较

5、活泼，另一个相对较不活泼。两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中；c.能自发地发生氧化还原反应；d.形成闭合回路。④⑥⑦符合条件。答案：④⑥⑦一、正、负极的判断1．由组成原电池的电极材料判断：一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。2．根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。3．根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断：在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。4．根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电

6、子发生还原反应。5．根据电极是否被溶解判断：被溶解的电极为负极，增重或有气泡产生的电极为正极。原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。如镁－铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极；而镁－铝电极在氢氧化钠溶液中构成原电池，铝为负极，镁为正极。(2011·宁波高二质检)如图所示装置中，可观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是()MNPA锌铜稀硫酸溶液B铜铁稀盐酸C银锌AgNO3溶液D锌铁Fe(NO3)3溶液由M棒变粗知M棒表面析出金属，发生还原反应，应为原电池的正极；同理由N棒

7、变细知N棒为负极。再根据原电池的构成条件知，金属活性N>M，故A、D项不符合题意。B项的正极反应为：2H＋＋2e－―→H2↑，不符合题意。C项：负极反应为Zn―→Zn2＋＋2e－，正极反应为2Ag＋＋2e－―→2Ag，符合题意。答案：C1．剪约6cm长、2cm宽的铜片、铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上(间隔2cm)。将铜片与铝片分别和电流表的两接线柱相连，电流表指针调在中间位置。取两个50mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40mL的浓硫酸，在另一只烧杯中注入40mL0.5mol·L－1的硫酸溶液。试回答下列问题(已知电流表指针偏转方向与电子流

8、向一致)：(1)两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向连接____