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《原电池》课件1概要1
* * * * * * 第四章 电化学基础 第一节 原电池 (第一课时) 1、电化学: 2、从反应产物与电流的关系分类: 阅读教材P70 回答 研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学 ①产生电流的反应→→原电池 ②借助电流而发生的反应→→电解池 知识回顾 什么是原电池? 将化学能转化成电能的装置 1、组成原电池的条件 1、有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质或金属氧化物)作电极。 2、电解质溶液 3、形成闭合电路 4、能自发进行氧化还原反应 下列哪些装置能构成原电池? √ √ Cu Zn 稀硫酸 - - - Zn2+ H+ H+ 灯泡 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 原电池工作原理 Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ 负极 正极 阳离子 阴离子 正极 负极 SO42- 原电池工作原理 A e- 2、原电池反应原理 ①粒子流向 电子:负极→正极 电流:正极→负极 溶液中阴离子→负极 溶液中阳离子→正极 ②电极 反应 负极:氧化反应 活泼金属失电子变阳离子 正极:还原反应 溶液中离子得电子 总反应:负极金属与电解质溶液的离子反应 3、原电池的正负极的判断方法 微观判断 (根据电子流动方向) 电子流出的极 电子流入的极 ——负极 ——正极 较活泼的电极材料 较不活泼的电极材料 质量增加的电极 工作后 质量减少的电极 ——负极 ——正极 ——正极 ——负极 工作后,有气泡冒出的电极为正极 发生氧化反应的极 发生还原反应的极 宏观判断: ①根据电极材料 ②根据原电池电极发生 的反应 ③根据电极质量的变化 ④根据电极有气泡冒出: ——负极 ——正极 提出问题: 我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于硫酸铜溶液 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? 造成的主要原因:由于锌片与硫酸铜溶液直接接触,锌片失去的电子一部分经导线传递到铜片表面,另一部分电子直接传递给硫酸铜溶液中的Cu2+,铜在锌片表面析出,锌片表面也构成了原电池,进一步加速铜在锌表面析出,致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后,不再构成原电池,也就没有电流产生。 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,设计如下图(书P71图4-1)所示的原电池装置,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。 在原有实验基础上进行改进,设计成一个能产生持续稳定电流的原电池。 盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。 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。 负极反应: Zn-2e-= Zn2+ 正极反应: Cu2++2e- = Cu 电池总反应: Zn+Cu2+= Zn2++Cu 锌半电池 铜半电池 小结: 将原电池反应中的氧化反应 与还原反应分开在两个不同区 域内进行,再用盐桥连接起来 从而获得了持续稳定的电流。 1.(08广东卷)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)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( ) ①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为:Ag++e- =Ag ③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A ①② B.②③ C.②④ D.③④ C 2. (07年海南高考)依据氧化还原反应: 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)
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