原电池工作原理-鲁科版课件.ppt

1、第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化第第3节化学能转化为电能节化学能转化为电能电池电池 第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化第第1课时原电池工作原理课时原电池工作原理第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化1了解原电池的工作原理。了解原电池的工作原理。2掌握构成原电池的条件。掌握构成原电池的条件。3会设计原电池。会设计原电池。第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化一、铜锌原电池的实验探究一、铜锌原电池的实验探究1装置装置第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化2盐桥盐桥(1)成分：成分

2、：KCl饱和溶液。饱和溶液。(2)离子移动方向：离子移动方向：Cl移向移向 溶液；溶液；K移向移向 溶液。溶液。(3)作用作用使两个半电池溶液连成一个通路。使两个半电池溶液连成一个通路。使两溶液保持电中性。使两溶液保持电中性。ZnSO4CuSO4第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化3实验现象实验现象 电流计指针是电流计指针是否偏转否偏转电极表面变化情况电极表面变化情况锌片质量锌片质量 ，铜片质量，铜片质量锌片质量锌片质量 ，铜片质量，铜片质量偏转偏转偏转偏转减少减少减少减少增加增加增加增加第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化4.实验分析及电极反应实验分析及电极反应

3、Zn极极Cu极极电子流动电子流动得失电得失电子子电子经导线由电子经导线由 流向流向电极名电极名称称电极反电极反应应反应类反应类型型失电子失电子负极负极氧化反应氧化反应还原反应还原反应溶液中溶液中Cu2得电子得电子正极正极Cu22eCuZnZn22e负极负极正极正极第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化二、原电池二、原电池1定义定义：将：将 转化为转化为 的装置。的装置。2构成条件构成条件(1)由两种活泼性不同的金属或由金属和非金属作电极，一由两种活泼性不同的金属或由金属和非金属作电极，一般较活泼金属作般较活泼金属作 ，较不活泼金属或非金属作，较不活泼金属或非金属作 。(2)两电极必

4、须同时浸在两电极必须同时浸在 中。中。(3)两电极之间要用导线两电极之间要用导线(或盐桥或盐桥)形成形成 。(4)能自发地发生氧化还原反应能自发地发生氧化还原反应(有明显电流产生时需具备此有明显电流产生时需具备此条件条件)。化学能化学能电能电能负极负极正极正极电解质溶液电解质溶液闭合回路闭合回路第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化3工作原理工作原理(以铜锌原电池为例以铜锌原电池为例)第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化开放探究开放探究(1)构成原电池的化学反应有何特点？构成原电池的化学反应有何特点？(2)如何用反应如何用反应2Fe3Fe=3Fe2设计原电池？设计原电

5、池？提示：提示：(1)必须是自发的氧化还原反应，原电池是化学能必须是自发的氧化还原反应，原电池是化学能转化为电能的装置，发生的反应必定是放热反应，即反应的焓转化为电能的装置，发生的反应必定是放热反应，即反应的焓变小于零。变小于零。(2)(其他答案合理也可其他答案合理也可)第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化1在理论上不能用于设计原电池的化学反应是在理论上不能用于设计原电池的化学反应是()AH2SO4(aq)BaCl2(aq)=2HCl(aq)BaSO4(s)H0B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H0C4Fe(OH)2(s)2H2O(l)O2(g)=4F

6、e(OH)3(s)H0D3Cu(s)8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)2NO(g)4H2O(l)HM，故，故A、D项不符合题意。项不符合题意。B项的正极项的正极反应为：反应为：2H2eH2，不符合题意。，不符合题意。C项：负极反应为项：负极反应为ZnZn22e，正极反应为，正极反应为2Ag2e2Ag，符合题意。，符合题意。答案：答案：C 第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化1剪约剪约6 cm长、长、2 cm宽的铜片、铝片各一片，分别用接线宽的铜片、铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上柱平行地固定在一块塑料板上(间隔间隔2 cm)。将铜片与铝片分别和。将铜片

7、与铝片分别和电流表的两接线柱相连，电流表指针调在中间位置。取两个电流表的两接线柱相连，电流表指针调在中间位置。取两个50 mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约的小烧杯，在一个烧杯中注入约40 mL的浓硫酸，在另一只的浓硫酸，在另一只烧杯中注入烧杯中注入40 mL 0.5 molL1的硫酸溶液。试回答下列问题的硫酸溶液。试回答下列问题(已已知电流表指针偏转方向与电子流向一致知电流表指针偏转方向与电子流向一致)：第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化(1)两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向连接两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向连接_(填填“铝铝”或或“铜铜”)的接线柱。的接线柱。(

8、2)两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向连接两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向连接_(填填“铝铝”或或“铜铜”)的接线柱，此时铝是的接线柱，此时铝是_(填填“正正”或或“负负”)极。极。答案：答案：(1)铝铝(2)铜正铜正第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化二、原电池的设计二、原电池的设计以以2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2为例，设计一个原电池。为例，设计一个原电池。1确定电极反应将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应确定电极反应将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极，电极反应式为：两个半反应，分别作原电池的负极和正极，电极反应式为：

9、负极：负极：CuCu22e正极：正极：2Fe32e2Fe2第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化2确定电极材料确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接做负如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接做负极；如为气体极；如为气体(如如H2)或溶液中的还原性离子，可作惰性电极或溶液中的还原性离子，可作惰性电极(如如Pt、碳棒、碳棒)做负极。做负极。发生还原反应的电极材料必须比负极材料不活泼。发生还原反应的电极材料必须比负极材料不活泼。本例中可用铜棒做负极，用铂丝或碳棒做正极。本例中可用铜棒做负极，用铂丝或碳棒做正极。3确定电解质溶液确定电解质溶液一般选用反应物中的电

10、解质溶液即可。如本例中可用一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液做电解液。溶液做电解液。第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化4构成闭合回路，画出示意图。构成闭合回路，画出示意图。(合理即可合理即可)第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化依据氧化还原反应：依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)，设计一个最简单的原电池。，设计一个最简单的原电池。(1)在下边方框内画出实验装置图，并指出正极为在下边方框内画出实验装置图，并指出正极为_，电极反应式为电极反应式为_；负极为负极为_，电极反应式为，电极反应式为_。第一章第一章

11、 化学反应与能量转化化学反应与能量转化(2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如图所示：图所示：请回答下列问题：请回答下列问题：电极电极X的材料是的材料是_，Y的材料是的材料是_，电解质，电解质溶液溶液Z是是_。盐桥的作用是盐桥的作用是_。外电路中的电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极。电极。第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，本题考查原电池的原理和设计，解题时应明确设计思路，理解带盐桥的原电池的组成原理。根据已知的氧化还原反应设理解带盐桥的原电池的组成原理

12、。根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应计原电池的思路是：首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化即氧化反应和还原反应反应和还原反应)：CuCu22e，2Ag2e2Ag；然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应然后结合原电池的电极反应特点，分析可知，该电池的负极应该用该用Cu作材料，正极要保证作材料，正极要保证Ag得到负极失去的电子，一般用得到负极失去的电子，一般用不能还原不能还原Ag的材料如的材料如Pt或碳棒等，电解质溶液只能用含或碳棒等，电解质溶液只能用含Ag的的电解质溶液如电解质溶液如AgNO3溶液。在带盐桥的原电池组成半电池时，溶液。在带盐

13、桥的原电池组成半电池时，注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如注意电极材料与溶液中的离子一般要相对应，如Cu2/Cu或或Ag/Ag。第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化答案：答案：(1)实验装置图如图：实验装置图如图：Pt2Ag2e2AgCuCuCu22e(2)CuAgAgNO3将两个隔离将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导CuAg第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化2一个原电池总反应为一个原电池总反应为ZnCu2=Zn2Cu，该电池，该电池材料及电解质溶液可能是材料及电解质溶液可能是(双选双选)()正极正极负极

14、负极电解质溶液电解质溶液AZnCuCuCl2BCuZnH2SO4CCuZnCuSO4DFeZnCuSO4第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化解析：解析：原电池总反应：原电池总反应：ZnCu2=Zn2Cu，可得出，可得出其负极反应：其负极反应：ZnZn22e(氧化反应氧化反应)，正极反应：，正极反应：Cu22eCu(还原反应还原反应)，发生氧化反应的一极是原电池负极，发生氧化反应的一极是原电池负极，发生还原反应的一极为原电池正极，因此负极材料只能是发生还原反应的一极为原电池正极，因此负极材料只能是Zn。正极为正极为Cu2得电子还原成铜，电解质应为可溶性铜盐，正极材得电子还原成铜，电

15、解质应为可溶性铜盐，正极材料为活泼性比料为活泼性比Zn弱的弱的Cu、Fe(或或C、Pt)等。等。答案：答案：CD第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化1(2010余姚高二质检余姚高二质检)以下能形成原电池的是以下能形成原电池的是()第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化ABC D解析：解析：水果中有电解质溶液，如果酸等。水果中有电解质溶液，如果酸等。符合原电符合原电池的构成条件。池的构成条件。答案：答案：C第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化2关于如图所示装

16、置的叙述，正确的是关于如图所示装置的叙述，正确的是()A铜是阳极，铜片上有气泡产生铜是阳极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片表面被还原氢离子在铜片表面被还原解析：解析：从图中看出装置是原电池，从图中看出装置是原电池，Zn较活泼，发生失电较活泼，发生失电子的氧化反应，是负极，电子由子的氧化反应，是负极，电子由Zn流向流向Cu，溶液中的，溶液中的H在铜在铜片上得电子，发生还原反应生成片上得电子，发生还原反应生成H2，电流方向与电子流向相反，电流方向与电子流向相反，从铜片经导线流向锌片。从铜片经导线流向锌片。答案：答案

17、：D第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化3某原电池，将两金属某原电池，将两金属X、Y用导线连接，同时插入相应用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现的电解质溶液中，发现Y电极质量增加，则可能是下列情况中的电极质量增加，则可能是下列情况中的()AX是负极，电解质溶液为是负极，电解质溶液为CuSO4溶液溶液BX是负极，电解质溶液为稀是负极，电解质溶液为稀H2SO4溶液溶液CX是正极，电解质溶液为是正极，电解质溶液为CuSO4溶液溶液DX是正极，电解质溶液为稀是正极，电解质溶液为稀H2SO4溶液溶液 第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化解析：解析：将金属将金属X、Y用

18、导线连接，同时，插入相应的电解用导线连接，同时，插入相应的电解质溶液中，构成原电池。负极上发生氧化反应，失去电子，电质溶液中，构成原电池。负极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向正极，溶液中的阳离子在正极得电子而被还原，子经外电路流向正极，溶液中的阳离子在正极得电子而被还原，若使若使Y极质量增加，四个选项中，只有极质量增加，四个选项中，只有A正确；正确；X是负极；是负极；Y是是正极，电解质是正极，电解质是CuSO4溶液。溶液。答案：答案：A 第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化4(2011马鞍山高二质检马鞍山高二质检)对于锌对于锌铜铜稀稀H2SO4组成的原电组成的原电池装置

19、中，当导线中有池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是电子通过时，理论上的两极变化是()锌片溶解了锌片溶解了32.5 g锌片增重锌片增重32.5 g铜片上析出铜片上析出1 g H2铜片上析出铜片上析出1 mol H2A和和 B和和C和和 D和和 第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化解析：解析：锌片做负极，电极反应为锌片做负极，电极反应为ZnZn22e，所，所以导线中有以导线中有1 mol电子通过时，锌片溶解了电子通过时，锌片溶解了32.5 g；铜片做正极，；铜片做正极，电极反应为电极反应为2H2eH2，所以导线中有，所以导线中有1 mol电子通过电子通过时，铜

20、片上析出氢气时，铜片上析出氢气0.5 mol(1g)。答案：答案：A 第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化5(2011石狮高二质检石狮高二质检)已知：直流电池、导线已知：直流电池、导线电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝。电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝。电解质溶液：电解质溶液：CuCl2溶液、溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。溶液、盐酸。按要求回答下列问题：按要求回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因用。请说明原因_。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外若电极材料选铜

21、和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？加导线，能否构成原电池？_，若能，请写出电极反应，若能，请写出电极反应，负极负极_，正极，正极_。第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化解析：解析：此题考查的是原电池原理，只要有两种活泼性不此题考查的是原电池原理，只要有两种活泼性不同的电极相连，另有电解质溶液且构成闭合回路就可构成原电同的电极相连，另有电解质溶液且构成闭合回路就可构成原电池。池。(1)中铜导线和铝导线连在一起在潮湿空气中就构成了原电中铜导线和铝导线连在一起在潮湿空气中就构成了原电池，导致铝导线被腐蚀。池，导致

22、铝导线被腐蚀。(2)题目条件可以构成原电池，其中题目条件可以构成原电池，其中Cu为原电池负极，石墨为原电池负极，石墨为原电池的正极。为原电池的正极。(3)反应反应Cu2H=Cu2H2可通过电解池来实现，可通过电解池来实现，Cu作电解池阳极，石墨或其他电极作电解池阴极，选用盐酸作电作电解池阳极，石墨或其他电极作电解池阴极，选用盐酸作电解质溶液。解质溶液。第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化答案：答案：(1)构成原电池，负极铝加快腐蚀构成原电池，负极铝加快腐蚀(2)能能CuCu22e2Fe32e2Fe2(3)见下图所示见下图所示第一章第一章 化学反应与能量转化化学反应与能量转化练考题

23、、验能力、轻巧夺冠读一本好书，就是和许多高尚的人谈话。-歌德书籍是人类知识的总结。书籍是全世界的营养品。-莎士比亚书籍是巨大的力量。-列宁好的书籍是最贵重的珍宝。-别林斯基任何时候我也不会满足，越是多读书，就越是深刻地感到不满足，越感到自己知识贫乏。-马克思书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富有启发性的养料。而阅读，则正是这种养料。-雨果 喜欢读书，就等于把生活中寂寞的辰光换成巨大享受的时刻。-孟德斯鸠如果我阅读得和别人一样多，我就知道得和别人一样少。-霍伯斯英国作家读书有三种方法：一种是读而不懂，另一种是既读也懂，还有一种是读而懂得书上所没有的东西。-克尼雅日宁俄国剧作家诗人要学会

24、读书，必须首先读的非常慢，直到最后值得你精读的一本书，还是应该很慢地读。-法奇(法国科学家)了解一页书，胜于匆促地阅读一卷书。-麦考利英国作家读书而不回想，犹如食物而不消化。-伯克美国想思家读书而不能运用，则所读书等于废纸。-华盛顿(美国政治家)书籍使一些人博学多识，但也使一些食而不化的人疯疯颠颠。-彼特拉克意大利诗人生活在我们这个世界里，不读书就完全不可能了解人。-高尔基读书越多，越感到腹中空虚。-雪莱(英国诗人)读书是我唯一的娱乐。我不把时间浪费于酒店、赌博或任何一种恶劣的游戏；而我对于事业的勤劳，仍是按照必要，不倦不厌。-富兰克林书读的越多而不加思索，你就会觉得你知道得很多；但当你读书而

25、思考越多的时候，你就会清楚地看到你知道得很少。-伏尔泰(法国哲学家、文学家)读书破万卷，下笔如有神。-杜甫读万卷书，行万里路。-顾炎武读书之法无他，惟是笃志虚心，反复详玩，为有功耳。-朱熹读书无嗜好，就能尽其多。不先泛览群书，则会无所适从或失之偏好，广然后深，博然后专。-鲁迅读书之法，在循序渐进，熟读而精思。-朱煮读书务在循序渐进；一书已熟，方读一书，勿得卤莽躐等，虽多无益。-胡居仁明读书是学习，摘抄是整理，写作是创造。-吴晗看书不能信仰而无思考，要大胆地提出问题，勤于摘录资料，分析资料，找出其中的相互关系，是做学问的一种方法。-顾颉刚书犹药也，善读之可以医愚。-刘向读书破万卷，胸中无适主，便如暴富儿，颇为用钱苦。-郑板桥知古不知今，谓之落沉。知今不知古，谓之盲瞽。-王充举一纲而万目张，解一卷而众篇明。-郑玄