选修4第四章第一节原电池.ppt

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1、第一节原电池第四章电化学基础下列各图所示装置属于原电池的是（     ）C下列关于原电池的叙述正确的是A.若负极质量减轻，则正极质量一定增加。B.原电池中发生的反应不一定是氧化还原反应，但是一定是放热反应C.构成原电池的两个电极必须是两种活动性不同的导体D.理论上所有氧化还原反应都能设计成原电池E.电子从内电路的正极移动到负极C一.原电池原理1.定义：将化学能转化成电能的装置。2.构成条件：（1）活动性不同的两个导电电极（2）电极和溶液间能自发的发生氧化还原反应（3）形成闭合回路无机化学反应一般分为两大类，一类是在反应过程中，反应物之间没有电子的转移或得失，如酸

2、碱反应、沉淀反应，它们只是离子或原子间的相互交换；另一类则是在反应过程中，反应物之间发生了电子的得失或转移，这类反应被称之为氧化还原反应。我们如何知道氧化还原反应有电子转移呢？请大家回顾必修2的电化学对比实验。Zn与Cu单独插入稀硫酸；Zn与Cu通过电流表插入稀硫酸。原电池反应非常直观的告诉我们在氧化还原反应中有电子的转移。思考：1.为什么是在不失去电子的金属上放出气泡？这说明什么？2.为什么电子会自发的从一个电极移动到另一个电极呢？原电池反应告诉我们氧化与还原两个半反应可以同时但是不同地方发生。电子能自发的从电势低（活泼）的电极移动到电势高（不活泼）的电极。3.为什么

3、电解质溶液温度升高？这说明什么？如何提高能量转化率？4.请预测Zn-Cu-H2SO4原电池工作一段时间后，会有什么情况发生？化学能除了转化为电能，还转化为热能等其他形式的能量。阴阳离子会逐渐聚集在负极和正极周围，电解液导电能力降低，且温度升高，电源内阻增大，原电池效率降低。Zn-Cu-CuSO4原电池，对比试验。装置一.“单液”电池装置二.盐桥电池对比工作相同时间后，两个电池的电极表面现象、烧杯内电解液质量、电流大小和温度高低。思考为什么有差异。思考：1.如何证明Zn失电子生成了Zn2+？2.如何证明盐桥中的K+和Cl-发生了定向移动？1.将负极溶液换成Na2SO4，向

4、负极附近滴入Na2CO3溶液，产生白色沉淀，加HNO3，沉淀溶解并放出气泡。2.取两极溶液分别加入AgNO3和HNO3,，负极溶液产生白色沉淀；取两极溶液分别做焰色反应，正极溶液出现紫色焰色。因为电极的电势能不同，所以造成电势差（电压），电子就从负极通过外电路到达正极。使得氧化与还原两个半反应分开在两个电极上进行。化学能因此转化为电能。这就是原电池（化学电池）的工作原理。而在内电路（电解质溶液），阴离子朝负极移动，阳离子朝正极移动。电解质溶液失e-，沿导线传递，有电流产生阳离子负极正极阳离子原电池工作原理发生氧化反应发生还原反应阴离子阳离子二.盐桥的作用：1.联通原电池

5、内电路，2.平衡溶液中的离子电荷3.避免氧化剂与还原剂直接接触，提高能量转化率。总方程式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu每个氧化还原反应方程式可以拆成两个半反应式，即失电子的氧化半反应式和得电子的还原半反应式。氧化半反应式：Zn-2e-=Zn2+,还原半反应式：Cu2++2e-=Cu通过盐桥我们知道氧化剂可以与还原剂不接触，氧化与还原反应同时但不同地点反应，这就是原电池反应与一般氧化还原反应的差别。这样可以降低电池内阻，提高能量转换效率，减少副反应的发生。在工业上，还会增加离子交换膜等工艺来进一步改进并提高化学电源的实用性。将Zn和Cu用导线连接置于同一稀H2SO4溶液

6、中，下列各叙述中正确的是（）A．电流方向从Zn流向CuB．负极附近C(SO42-)逐渐增大C．Cu是正极，发生氧化反应。D．正极pH值逐渐变小E．当外电路中有1mol电子转移的时候，正极增重32克B溶液中离子运动方向与外电路一致三.电极判断：失电子能力强（还原性强/电势能低）的电极为——负极；在负极上失去电子，发生氧化反应。得电子能力强（氧化性强/电势能高）的电极为——正极；在正极上得到电子，发生还原反应。注意：电极本身不一定发生反应。电极判定方法：①根据金属活泼性判断，活泼为负极②根据损耗判断，损耗为负极，正极金属永不损耗。③根据内外电路带电离子运动方向判断：外电路

7、电子输出端为负极，内电路阴离子移动方向端为负极。④根据反应判断：氧化反应为负极X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，Z极上有氢气放出；若Y2+离子和Z2+离子共存的溶液加入Mg粉时，Y先析出。又知Y-M-硫酸原电池，SO42-朝Y极移动。则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序为（）AX>Z>Y>MBX>Y>Z>MCM>Z>X>YDX>Z>M>YA思考：若将2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu2+反应设计成原电池反应，该选择怎样的正负极、电解液和装置最为合适？若负极电解液是NaOH或NaHCO3，电极方程式该如