【化学】4.1《原电池》课件1(人教版选修4).ppt

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1、第四章电化学基础第一节原电池电化学：研究化学能与电能之间相互转换的装置、过程和效率的科学。过程及装置分按电化学反应2.借助电流而发生反应及装置(如:电解池)｛1.产生电流的化学反应及装置(如:原电池等)一、原电池的基础知识1.定义：把化学能转变为电能的装置理解：①外形－－无外加电源②自发的氧化还原反应才可能被设计成原电池复习回顾第1课时CuZn稀硫酸---Zn2+H+H+Zn－2e-=Zn2+负极正极2H++2e-=H2↑总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑负正氧化反应还原反应现象：锌棒溶解，铜棒上有气泡A原电池工作原理CuZn---Zn2+H+H+负

2、极正极阳离子阴离子正极负极SO42-原电池工作原理Ae-（1）有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。1.内部条件：能自发进行氧化还原反应2.外部条件：组成原电池的条件两极一液成回路，氧化还原是中心判断下列装置哪些属于原电池H2SO4ZnZn（1）石墨石墨H2SO4（2）H2SO4Zn石墨（3）ZnCuH2SO4（4）CuSO4ZnCu（5）C2H5OHZnCu（6）ZnCuZnSO4CuSO4（7）理论上应看到只在铜片上有大量气泡，实际上锌片上也有大量气泡产生，这是什么

3、原因导致的呢？最终又会造成什么后果？怎样避免和克服呢？A稀H2SO4锌片铜片想一想？提出问题：上图是将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？学生讨论：造成的主要原因：锌片不纯，以及铜极上聚集了许多氢气泡，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。一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究为了避免发生这种现象…【交流·研讨一】让锌片与稀硫酸不直接接触ZnSO4溶液H2SO4溶液ZnCuA？改进如何改进原电池装置？稀硫酸CuZnA【观察

4、与思考】【结论1】改进后的原电池装置提高了能量转换率ZnSO4溶液H2SO4溶液ZnCuA稀硫酸CuZnAZnSO4溶液H2SO4溶液ZnCuA【交流·研讨二】改进后的原电池装置还有什么优点？【结论2】改进后的原电池装置化学能不会自动释放【启示】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应改进实验探究二请根据反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计一个原电池装置，标出电极材料和电解质溶液,写出电极反应方程式.CuSO4溶液且两个电极上都有红色物质析出电流表指针发生偏转，但随着时间的延续，电流表指针偏转的角度越来越小，最终可能没有电流通过。负正负极Zn－2e-=

5、Zn2+正极Cu2++2e-=Cu即无法产生持续稳定的电流按下图所示,将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液分别通过导线与电流计连接，有什么现象?电流计指针不偏转，且铜片和锌片上均无明显现象（即:无电子定向移动）探究实验二：改进方案ZnSO4ZnCuCuSO4A上述装置构成了原电池吗？为什么？（溶液不保持电中性）思考实验探究二：方案改进盐桥AZnCuZnSO4溶液CuSO4溶液设计如下图（书P71图4-1）所示的原电池装置，结果如何呢？你能解释它的工作原理吗？盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂作成的冻胶。盐桥：在U型管中装满用饱和KC

6、l溶液和琼脂作成的冻胶。实验三（书71页实验4-1）实验探索实验现象：分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。盐桥的作用：（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。得出结论由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散

7、和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。（2）平衡电荷。在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断

8、。二、由两个半电池组成原电池的工作原理（1）把氧化反应和还原反应分