高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池教课内容ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池教课内容ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了第四章电化学基础，第1节原电池，学习目标，重点难点，原电池的工作原理，盐桥的作用，原电池的构成条件，Zn2+，SO42-，原理总结等内容，欢迎下载使用。
电化学：研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学
电化学分类（反应过程及其装置）：
1.产生电流的反应（自发的、向外输送能量）------化学电池2.借助电流发生的反应（有外界输入的能量推动）----电解池
1.掌握原电池的结构特点；2.掌握原电池的工作原理；3.学会设计原电池；4.学会书写原电池的电极反应式。
实验:将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。
[实验结论]：导线中有电流通过
为什么会出现上面的现象？
一、原电池：是将化学能转化为电能的装置
1.两种不同的金属 （或一种金属与石墨或金属氧化物）做电极2.用导线相连（或直接接触）形成闭合回路3.电极插入电解质溶液里4.能自发进行氧化还原反应
练习一：下列哪几个装置能形成原电池？
Zn- 2e－ = Zn2+
2H++2e－ = H2↑
电子沿导线传递，产生电流
三.简单原电池的工作原理：
失电子的一极向得电子的一极（从负极到正极）
与电子流动方向相反（从正极到负极）
正极： 2H++ 2e-＝ H2↑
负极： Zn－2e-＝ Zn2+
Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
写出下面原电池的电极反应方程式
负极：Zn-2e-= Zn2+正极：Cu2++2e- = Cu 电池总反应： Zn+Cu2+= Zn2++Cu
为什么电流表读数不断减小？
因为铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形成了原电池，产生的电流并没有经过电流表，所以电流表的读数不断减小。当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能发生原电池反应，所以最后无电流产生。
我们设计原电池时把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。如下图所示的原电池装置
1.安培表指针会偏转吗？为什么
2.怎样构成闭合回路？
四、盐桥原电池的构成和反应原理
改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥成分及在此的作用是什么？
参考教材P72得出结论
盐桥的作用： (1)使整个装置构成闭合回路。
(2)使两溶液保持电中性（平衡电荷）。
盐桥成分：含琼胶的KCl饱和溶液
由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，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。
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。
电极反应：负极：正极：总反应：
Cu2++2e- =Cu
Zn－2e- =Zn2+
Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
2、加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：
半电池中：还原性强的材料作负极，失电子被氧化
另半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原
外电路中：电子由负极经导线流向正极
内电路中：两极之间通过盐桥构成闭合回路。
1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应， 增加了原电池的使用寿命。
2.离子在盐桥中作定向移动，使离子移动更加有序，电流持续稳定 ，提高了原电池的使用效率。
相同点：电极反应本质相同 不同点： 构造不同
(高考真题）依据氧化还原反应： 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示，请回答下列问题：
（1）电极X的材料是           ； 电解质溶液Y是            ；（2）银电极为电池的         极， 发生的电极反应为           
X电极上发生的电极反应为       ；（3）外电路中的电子是从         电极 流向          电极。
Cu – 2e- = Cu2+
2Ag+ + 2e- = 2 Ag
1. 某同学用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）设计成一个原电池，如图所示，下列判断正确的是( )。
A．实验过程中，左侧烧杯中NO3-的浓度不变B．实验过程中，右侧电极银片的质量增加C．实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作D．实验过程中，右侧烧杯中NO3-的浓度减小
Cu或Ag或Au或碳棒
CuSO4/CuCl2
FeSO4/FeCl2
例：将下列离子反应设计成一个双液原电池：
Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu
(1)根据物质化合价升降，将分别其置于不同的半电池中；
(2)确定相应半电池的电极材料或电解质溶液。
写出右边原电池的总反应式，并写出电极反应式。
a.先写出氧化还原反应的方程式：
b.改写成离子方程式：
Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
Cu 价态升高，负极： Fe3+价态降低，正极：
Cu - 2e- = Cu2+
2Fe3+ +2e- = 2Fe2+
1.某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：
(1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)。(2)外电路的电流方向为：从____到____。(填“a”或“b”)(3)电池工作时，盐桥中的SO42-移向____(填“甲”或“乙”)烧杯。
a b
Al,价态升高,负极：
2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O
2Al + 8OH- - 6e- = 2AlO2- + 4H2O
正极：总反应-负极反应式
6H2O +6e- = 6OH-+ 3H2↑
2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2↑
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
2Al - 6e =Al3+
2.写出下图原电池的总反应式，并写出电极反应式。
1、构成原电池的条件2、探究“单液电池”，寻找 改进方法—“双液电池”3、具有盐桥原电池的反应原理作用