原电池完整PPT课件.ppt
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1、第三单元第三单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化1.化学能化学能电能电能2.3.1.1.原电池的工作原理原电池的工作原理锌铜原电池锌铜原电池4.5.将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象?为什么?将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象?为什么?6.若将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中,有什么现象?为什么?将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中,有什么现象?为什么?7.导线间接一电流计有何现象产生?为什么?8.实验现象实验结论实验 1、2实验3实验4实验5铜片上没有明显现象,锌片铜片上没有明显现象,锌片上有无色气体产生。上有无色气体产生。铜片上没有明显现象,锌片铜片上没
2、有明显现象,锌片上有无色气体产生。上有无色气体产生。铜片上有无色气体产生,锌铜片上有无色气体产生,锌片无明显现象。片无明显现象。铜片上有无色气体产生,锌铜片上有无色气体产生,锌片无明显现象,电流计发生片无明显现象,电流计发生偏转。偏转。H H+在铜片上得到电子被在铜片上得到电子被还原成氢气。还原成氢气。H H+在铜片上得到电子被在铜片上得到电子被还原成氢气,说明有电还原成氢气,说明有电子从锌片流入到铜片子从锌片流入到铜片.铜片与稀硫酸不反应,铜片与稀硫酸不反应,2H2H+Zn=Zn+Zn=Zn2+2+H+H2 2铜片与稀硫酸不反应,铜片与稀硫酸不反应,2H2H+Zn=Zn+Zn=Zn2+2+H
3、+H2 29.问题探究问题探究 1 1、你能找到原电池的正负极吗、你能找到原电池的正负极吗?原电池在工作时的电流流动方向是怎样的?原电池在工作时的电流流动方向是怎样的?2 2、你知道原电池的工作原理吗?、你知道原电池的工作原理吗?能不能写出在二个电极上的离子反应方程式能不能写出在二个电极上的离子反应方程式?10.电子由锌片经导线流向铜片,电流由铜片流出,从锌片流入。电子由锌片经导线流向铜片,电流由铜片流出,从锌片流入。问题探究问题探究 1 1、你能找到原电池的正负极吗、你能找到原电池的正负极吗?这一原电池在工作时的电流流动方向是怎样的?这一原电池在工作时的电流流动方向是怎样的?2 2、你知道原
4、电池的工作原理吗?、你知道原电池的工作原理吗?能不能写出在二个电极上的离子反应方程式能不能写出在二个电极上的离子反应方程式?、锌片:锌片:ZnZn2e2eZnZn2+2+(氧化反应)(氧化反应)铜片:铜片:2H2H+2e+2eH H2 2(还原反应)(还原反应)原电池的工作原理:原电池的工作原理:氧化还原反应氧化还原反应11.电极电极材料材料电极反应电极反应反应类型反应类型原电池的电极原电池的电极ZnZn片片CuCu片片电池总反电池总反应应锌铜原电池原理锌铜原电池原理12.电极电极材料材料电极反应电极反应反应类型反应类型原电池的电极原电池的电极ZnZn片片CuCu片片电池总反电池总反应应氧化氧
5、化反应反应ZnZn2e2e-ZnZn2+2+2H2H+2e+2e-H H2 2负极负极正极正极Zn+2HZn+2H+ZnZn2+2+H+H2 2锌铜原电池原理锌铜原电池原理还原还原反应反应13.实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件14.形成条件一:形成条件一:活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极:较活泼的金属负极:较活泼的金属正极:较不活泼的金属、石墨等正极:较不活泼的金属、石墨等2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件15.2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件16.形成条件二:电极需插进形成条件二:电极需插进电解质溶液电解质溶液
6、中中电解质溶液一般要能与负极材料发生自电解质溶液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。发的氧化还原反应。2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件17.2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件18.2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件形成条件三:必须形成闭合回路形成条件三:必须形成闭合回路19.2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件20.形成条件四:必须存在形成条件四:必须存在自发自发的氧化还原反应的氧化还原反应2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件21.(1)(1)有有活泼性不同活泼性不同的两个电极的两个电极(2)(2)两电极都接触两电极都接触电解质溶液电解质溶液(3 3)正极、负
7、极、电解质溶液构成)正极、负极、电解质溶液构成闭合回路闭合回路(4)(4)在电极表面上能发生在电极表面上能发生自发进行自发进行的氧化还原反应的氧化还原反应2.2.原电池的形成条件原电池的形成条件总结总结22.3.3.原电池正负极判断原电池正负极判断(1)根据组成原电池的两极材料判断根据组成原电池的两极材料判断(2)根据原电池两极发生的变化来判断根据原电池两极发生的变化来判断 (3)根据电流方向或电子流动方向判断根据电流方向或电子流动方向判断(4)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断断(5)根据现象判断根据现象判断23.(1)根据组成原电池的
8、两极材料判断根据组成原电池的两极材料判断一般是活动性较强的金属为负极;活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。一般是活动性较强的金属为负极;活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。(2)根据原电池两极发生的变化来判断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,正极总是得电子发生还原反应。原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。(3)根据电流方向或电子流动方向判断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。电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。(4)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断根
9、据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。(5)根据现象判断根据现象判断溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极。溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极。3.3.原电池正负极判断原电池正负极判断24.25.4.4.原电池的表示方法原电池的表示方法(1)负极负极(如如Zn棒与棒与Zn2+离子溶液离子溶液)写在电池符号表示式的写在电池符号表示式的左边左边正极正极(如如Cu棒与棒与Cu2+离子溶液离子溶液)写在电池符号表示式的写在电池符号表示式的右边右边(2)以以化学式化学
10、式表示电池中各物质的组成,溶液要标上表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度活度或浓度(mol/L)若为若为气体气体物质应注明其物质应注明其外压外压(Pa),还应标明当时的,还应标明当时的温度温度。如不写出如不写出,则则温度为温度为298.15K,气体分压为气体分压为101.325kPa,溶液浓度为溶液浓度为1mol/L。(3)以符号以符号“|”表示不同物相之间的接界表示不同物相之间的接界,用用“|”表示盐桥。表示盐桥。同一相中的不同物质之间用同一相中的不同物质之间用“,”隔开。隔开。(4)非金属或气体不导电非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半因此非金属元
11、素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时电池时,需外加惰性导体需外加惰性导体(如铂或石墨等如铂或石墨等)做电极导体。其中做电极导体。其中,惰性导体不参与电极反应惰性导体不参与电极反应,只起导电只起导电(输送或接送电子输送或接送电子)的作的作用用,故称为故称为“惰性惰性”电极。电极。26.5.5.电极反应式的书写电极反应式的书写(1)负极反应式的书写负极反应式的书写活泼金属作负极时,本身被氧化:活泼金属作负极时,本身被氧化:若若生生成成的的阳阳离离子子不不与与电电解解质质溶溶液液反反应应,可可直直接接写写成成产产物物为为金金属属阳阳离离子,如子,如Zn2e=Zn2,Cu2e=Cu2。若若生生
12、成成的的金金属属阳阳离离子子与与电电解解质质溶溶液液反反应应,应应写写成成“金金属属失失电电子子的的反反应应式式”与与“阳离子与电解质溶液反应的反应式阳离子与电解质溶液反应的反应式”相叠加的形式。相叠加的形式。如:如:MgAl(KOH为电解质为电解质)原电池,原电池,负极反应式为:负极反应式为:Al3e4OH=AlO2-2H2O;铅蓄电池负极反应式:铅蓄电池负极反应式:Pb2eSO42-=PbSO4。27.5.5.电极反应式的书写电极反应式的书写负极材料本身不反应时负极材料本身不反应时常见书写方法为:常见书写方法为:H2O2(H2SO4)燃料电池,负极反应式为:燃料电池,负极反应式为:H22e
13、=2HH2O2(KOH)燃料电池,负极反应式为:燃料电池,负极反应式为:H22e2OH=2H2O28.5.5.电极反应式的书写电极反应式的书写(2)正极反应式的书写正极反应式的书写首先根据化合价变化或氧化性强弱判断哪种微粒得电子。首先根据化合价变化或氧化性强弱判断哪种微粒得电子。其次确定该微粒得电子后变成哪种形式。其次确定该微粒得电子后变成哪种形式。如如H2O2(H2SO4)原电池,正极反应式为:原电池,正极反应式为:O24e4H=2H2OH2O2(KOH)原电池,正极反应式为:原电池,正极反应式为:O24e2H2O=4OH29.5.5.电极反应式的书写电极反应式的书写30.6.6.设计原电池
14、设计原电池31.6.6.设计原电池设计原电池32.6.6.设计原电池设计原电池请利用氧化还原反应请利用氧化还原反应Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2,设计一个原电池。,设计一个原电池。33.6.6.设计原电池设计原电池请利用氧化还原反应请利用氧化还原反应Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2,设计一个原电池。,设计一个原电池。【解析】【解析】该氧化还原反应可拆分为如下两个半该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应:氧化反应反应:氧化反应(负极反应负极反应):Cu2e=Cu2。还原反应还原反应(正极反应正极反应):2Fe32e=2Fe2。综合原电池的构成条件可确定,负极材料为铜,正极综合原电
15、池的构成条件可确定,负极材料为铜,正极材料可用石墨,电解质溶液为材料可用石墨,电解质溶液为FeCl3溶液。溶液。【答案】【答案】该原电池可设计成如下图所示装置。该原电池可设计成如下图所示装置。34.7.7.化学电源化学电源(1)一次电池(如干电池)一次电池(如干电池):用过后不能复原用过后不能复原(2)二次电池(如蓄电池)二次电池(如蓄电池):充电后能继续使用充电后能继续使用(3)燃料电池)燃料电池(4)海水电池)海水电池 35.负极(锌筒):负极(锌筒):正极(石墨):正极(石墨):总反应:总反应:干电池 Zn-Mn普通普通干电池干电池(1)一次电池7.7.化学电源化学电源36.负极(锌筒)
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