高中化学课件：原电池的工作原理.ppt

专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化 一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因： 由于金和铁（钢的主要成分）是活动性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成原电池，产生微小的电流，使得格林太太头痛。 必须换掉其中一颗假牙。 处方： 病因： 实验1. 稀硫酸 铜 锌 观察到什么现象? 稀硫酸 铜 锌 实验2 观察到什么现象？ 与实验1有什么区别？ 1.电流计的指针发生如何变化? 稀硫酸 铜 锌 G 实验3. 2.铜片上为什么有气泡产生? 3.锌片的质量有无变化?溶液中的c(H+)如何变化? 4.写出锌片上和铜片上变化的离子方程式。 稀硫酸 Zn Cu 现象 (1)电流表指针有偏转 (2)铜片上有气泡产生 (3)锌片不断溶解，c(H+) 不断减小 稀硫酸 Zn Cu Zn2+ e- e- H+ H+ - + Zn－2e-=Zn2+ 总反应： 2H++2e-=H2↑ Zn+2H+=Zn2++H2↑ （氧化反应） （还原反应） 锌片： 铜片： [设疑]请根据你的经验猜想Zn与CuSO4溶液的反应是吸热反应还是放热反应？并设计实验方案加以证明 探究一： 预测Ｐ１3[实验1] 的现象和结论 现象: 锌粉溶解,有红色物质析出,温度迅速上升. 结论: Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 化学能 热能 负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ 正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu 电池反应: Zn +Cu2+ = Zn 2+ + Cu 缺点：一是电流微弱， 二是供电时间短暂， 电池的放电效率低； 极化作用会使电极反应变得迟钝，影响电池的工作时间和效率。 [设疑]除了可以将该反应放出的能量转化为热能之外，还能通过该反应将化学能转化为什么能量？ 半电池 盐桥 A CuSO4 Zn Cu 盐桥：用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶。 ZnSO4 构成闭合回路，电解质溶液保持电中性;减弱极化作用，提高电池工作效率。 探究二： 预测Ｐ１3[实验2] 的现象和结论 现象: 锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转. 结论: 化学能 电能 Zn-2e-=Zn2+ Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 2e- Cu2++2e-=Cu 一、原电池的工作原理 1.电路： 外电路 内电路 电子流向：由失电子的一极向得电子的一极 电流方向：与电子流向相反 阴离子流向与电子流向一致 阳离子流向与电流一致 2.电极： 负极：电子流出的一极 正极：电子流入的一极 3.电极反应式： 负极（氧化反应）： Zn－2e-＝Zn2+ 正极（还原反应）： Cu2++2e-=Cu 4.总反应式（氧化还原反应）： Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 二、形成原电池的一般条件 前提条件：有自发的氧化还原反应 （1）有两种活泼性不同的导电材料 (不同的金属或金属与非金属导体）作电极 （2）两个电极必须插入电解质溶液中 （3）两极相连形成闭合回路 （用导线连接或电 极直接接触） 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根据电极增重还是减重 ④根据电极有气泡冒出： ——负极 ——正极 三、原电池电极反应式的书写 1、确定原电池正负极，以及两极上发生反应的物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应 2、重视介质是否参加反应，注意两极得失电子总数相等 3、将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。 思考：1、盐桥的作用是什么？ （1）使整个装置构成通路， 代替两溶液直接接触。 （2）平衡电荷 思考：2、 此电池的优点？ 此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。 [知识回顾] Cu C ① ② ③ ④ Cu Zn ⑤ ② ③ 盐桥