1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 原原 電電 池池人教版選修人教版選修4 4 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理第第1課時(shí)課時(shí)生活中的原電池：生活中的原電池：神州七號(hào)的原電池神州七號(hào)的原電池復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧1、定義、定義：原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。能的裝置。2、本質(zhì)：發(fā)生氧化還原反應(yīng)、本質(zhì)：發(fā)生氧化還原反應(yīng)3、形成條件：、形成條件：什么叫原電池？什么叫原電池？原電池的本質(zhì)是什么以及形成條件？原電池的本質(zhì)是什么以及形成條件？形成條件形成條件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極活潑性不同

2、的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等形成條件形成條件（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件形成條件（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路原電池的形成條件原電池的形成條件 （1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一 種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。 （2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 （3）兩極相連形成閉合電路

3、。）兩極相連形成閉合電路。 （4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還 原反應(yīng)。原反應(yīng)。復(fù)習(xí)：寫出原電池的電極反應(yīng)式和電池方程式當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)：時(shí)：Zn電極是負(fù)極，電極是負(fù)極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為 該反應(yīng)是氧化反應(yīng)；該反應(yīng)是氧化反應(yīng)；Cu電極是正極，電極是正極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為該反應(yīng)是還原反應(yīng)。該反應(yīng)是還原反應(yīng)。反應(yīng)方程式：反應(yīng)方程式：Zn+2H+=Zn2+H2Zn 2e - = Zn 2+2H+ +2e- =H2實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究根據(jù)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，并實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)， 但

4、不穩(wěn)定，為什么？2、鋅極上沉積一層有色物質(zhì)，是什么物質(zhì)？實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題：?jiǎn)栴}：1、判斷正負(fù)極，寫出電極式2、鋅極失去的電子是否全部經(jīng)導(dǎo)線流向銅極3、隨著鋅極上沉積物增厚，會(huì)有什么結(jié)果？思考：如何提高效率，思考：如何提高效率，得到穩(wěn)定的電流得到穩(wěn)定的電流造成的主要原因：造成的主要原因：由于由于Zn片與片與CuSO4溶液直溶液直接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液中有中有Cu2+在在Zn片表面直接還原，一旦有少片表面直接還原，一旦有少量的量的Cu在在Zn片表面析出，即在負(fù)極（鋅）表片表面析出，即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速面也構(gòu)成了原電池

5、，進(jìn)一步加速Cu在負(fù)極在負(fù)極Zn表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)當(dāng)Zn片表面完全被片表面完全被Cu覆蓋后，不再構(gòu)成原覆蓋后，不再構(gòu)成原電池了，也就沒(méi)有電流在產(chǎn)生。電池了，也就沒(méi)有電流在產(chǎn)生。改進(jìn)措施？改進(jìn)措施？將將Zn片與片與CuSO4溶液隔離溶液隔離實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究改進(jìn)措施：改進(jìn)措施：將鋅片與硫酸銅溶液隔離將鋅片與硫酸銅溶液隔離硫酸鋅溶液硫酸鋅溶液硫酸銅溶液硫酸銅溶液上述裝置構(gòu)成原電池了嗎？為什么？上述裝置構(gòu)成原電池了嗎？為什么？怎樣才能構(gòu)成原電池呢？怎樣才能構(gòu)成原電池呢？實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)如下圖（書設(shè)計(jì)如下圖（書P71圖圖4-1）所示的原電池

6、裝）所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？置，你能解釋它的工作原理嗎？鹽橋中通常裝有含瓊膠鹽橋中通常裝有含瓊膠的的KClKCl飽和溶液飽和溶液 由于鹽橋（如由于鹽橋（如KClKCl）的存在，其中）的存在，其中陰離子陰離子ClCl- -向向ZnSOZnSO4 4溶液擴(kuò)散和遷移，陽(yáng)溶液擴(kuò)散和遷移，陽(yáng)離子離子K K+ +則向則向CuSOCuSO4 4溶液擴(kuò)散和遷移，分溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過(guò)剩的電荷，保持溶液的電中別中和過(guò)剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，一性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，一直到鋅片全部溶解或直到鋅片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu

7、2+2+幾乎完全沉淀下來(lái)。幾乎完全沉淀下來(lái)。若電解質(zhì)溶液若電解質(zhì)溶液與與KClKCl溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作鹽橋。作鹽橋。在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是流通路是靠離子遷移完成靠離子遷移完成的。的。ZnZn失去電失去電子形成的子形成的ZnZn2+2+進(jìn)入進(jìn)入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液溶液因因ZnZn2+2+增多而帶正電荷。同時(shí)，增多而帶正電荷。同時(shí)，CuSOCuSO4 4則則由于由于CuCu2+2+ 變?yōu)樽優(yōu)镃u Cu ，使得，使得 SOSO4 4

8、2-2-相對(duì)較多相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。造成電流中斷。實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究負(fù)極：Zn 2e - = Zn 2+正極：正極：Cu2+ + 2e - = Cu鋅半電池銅半電池外電路內(nèi)電路K+向哪極移動(dòng)Cl-向哪極移動(dòng)鹽橋的作用？鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1 1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。（2 2）平衡電荷。）平衡電荷。實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究?jī)蓚€(gè)裝置對(duì)比兩個(gè)裝置對(duì)比 1 1、原理是否相同、原理是否相同 2 2、哪個(gè)更好，為什

9、么？、哪個(gè)更好，為什么？上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的？指出電池的正負(fù)極，并分別換成電能的？指出電池的正負(fù)極，并分別寫出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該寫出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該電池的總反應(yīng)方程式。電池的總反應(yīng)方程式。負(fù)極（鋅片）：負(fù)極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極（銅片）：正極（銅片）： Cu2+ + 2e - = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式總化學(xué)方程式）：）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 電池符號(hào)電池符號(hào)： Zn ZnSO4 CuSO

10、4 Cu 負(fù)極負(fù)極 鹽橋鹽橋 正極正極第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 原原 電電 池池人教版選修人教版選修4 4 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理第2課時(shí)一、由兩個(gè)半電池組成原電池的工作原理一、由兩個(gè)半電池組成原電池的工作原理（1）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。域進(jìn)行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；用氧化性較負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外

11、電路得到電子。在原電池的內(nèi)部（在原電池的內(nèi)部（內(nèi)電路內(nèi)電路），兩極浸在電），兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過(guò)陰陽(yáng)離子的定向運(yùn)動(dòng)而解質(zhì)溶液中，并通過(guò)陰陽(yáng)離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。形成內(nèi)電路。（2）原電池的正負(fù)極的判斷方法）原電池的正負(fù)極的判斷方法 微觀判斷微觀判斷（根據(jù)電子（根據(jù)電子流動(dòng)方向）流動(dòng)方向） 電子流出的極電子流出的極 電子流入的極電子流入的極負(fù)極負(fù)極正極正極 較活潑的電極材料較活潑的電極材料 較不活潑的電極材料較不活潑的電極材料負(fù)極負(fù)極正極正極 宏觀判斷宏觀判斷：根據(jù)電極材料根據(jù)電極材料根據(jù)原電池電極根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)負(fù)極負(fù)極正極正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)

12、生還原反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極是否有氣泡冒出：根據(jù)電極是否有氣泡冒出： 質(zhì)量增加的電極質(zhì)量增加的電極工作后工作后 質(zhì)量減少的電極質(zhì)量減少的電極正極正極負(fù)極負(fù)極工作后，有氣泡冒出的電極為正極工作后，有氣泡冒出的電極為正極Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag化合價(jià)升高失化合價(jià)升高失2e-化合價(jià)降低得化合價(jià)降低得2e-電極：負(fù)極是電極：負(fù)極是Cu，正極可以是，正極可以是Ag或或C等。等。 電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：負(fù)極：負(fù)極：Cu 2e- = Cu2+ 正極：正極：2Ag+ + 2e- = 2 Ag電解液：電解液： Cu(NO3)2

13、、AgNO3 例：利用下面反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池選擇電極材料和電例：利用下面反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池選擇電極材料和電解質(zhì)溶液，寫出電極方程式；并畫出原電池簡(jiǎn)意解質(zhì)溶液，寫出電極方程式；并畫出原電池簡(jiǎn)意圖。圖。CuCCu(NO3) AgNO3思考討論：思考討論： 利用此利用此反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)原電反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)原電池，寫出電極反應(yīng)式。并畫出裝置圖池，寫出電極反應(yīng)式。并畫出裝置圖（Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）化合價(jià)降低得化合價(jià)降低得2e-Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+化合價(jià)升高失化合價(jià)升高失2e-CuCCuCl2FeCl3裝置圖裝置圖離子方程式離子方程式Cu+ 2 Fe3+ =

14、Cu2+ + 2Fe2+（3）電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇）電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇（電池的電極必須導(dǎo)電）（電池的電極必須導(dǎo)電） 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)反應(yīng)。但若是兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)解質(zhì)溶液應(yīng) 與電極材料具有相同的陽(yáng)與電極材料具有相同的陽(yáng)離子。離子。小結(jié)：小結(jié)： 1、原電池的功能：、原電池的功能：利用氧化還原反應(yīng)的利用氧化還原反應(yīng)的原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能原理將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能2、組成、組成 鋅半電池鋅半電池兩個(gè)半電池兩個(gè)半電池 鹽橋鹽橋 銅半電池銅半

15、電池3、鹽橋的作用：、鹽橋的作用：（1 1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸路，代替兩溶液直接接觸。 （2 2）平衡電荷。）平衡電荷。4 4、原電池輸出電能的能力、原電池輸出電能的能力取決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原反取決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原反應(yīng)能力。應(yīng)能力。1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷子轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)電極反應(yīng)。2、根據(jù)電極反應(yīng)確定合、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的適的電極材料電極材料和和電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液 原電池的設(shè)計(jì)原電池的設(shè)計(jì) 利用利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池一個(gè)原電池.CuFeCuSO4FeSO4化

16、合價(jià)升高化合價(jià)升高 失失2e- 化合價(jià)降低化合價(jià)降低 得得2e-總結(jié)總結(jié)v1、復(fù)習(xí)回憶了原電池的形成。、復(fù)習(xí)回憶了原電池的形成。v2、進(jìn)一步了解原電池的反應(yīng)原理，、進(jìn)一步了解原電池的反應(yīng)原理，正確書寫電極反應(yīng)式。正確書寫電極反應(yīng)式。v3、利用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計(jì)了原、利用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計(jì)了原電池。電池。1、下列裝置中電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的、下列裝置中電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（是（ ）32、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽(yáng)離子（、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽(yáng)離子（ ）A 移向移向Zn 極，陰離子移向極，陰離子移向Cu 極極B 移向移向Cu 極，陰離子移向極，陰離子移向Zn 極極C 和陰離子都移向和陰離子

17、都移向Zn極極D 和陰離子都移向和陰離子都移向Cu 極極B3、把、把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，相連時(shí)，a為負(fù)極；為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由相連時(shí)，電流由d到到c；a、c相連時(shí)，相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為 ( )Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B4、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，、如圖所示，在鐵圈和

18、銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（ ）A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定鐵圈和銀圈左右搖擺不定B. 保持平衡狀態(tài)保持平衡狀態(tài)C. 鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D. 銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜D5.某原電池總反應(yīng)：某原電池總反應(yīng)：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是( )6.將鎂片和鋁片用導(dǎo)線相連，分別同時(shí)插入稀將鎂片和鋁片用導(dǎo)線相連，分別同時(shí)插入稀H2SO4和和NaOH溶液溶液中，寫出兩池中的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。中，寫出兩池中的電