1、12022年年5月月9日星期一日星期一第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)（第一課時）（第一課時）2復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧1、原電池是、原電池是_的裝置。的裝置。原電池反應(yīng)的本質(zhì)是原電池反應(yīng)的本質(zhì)是_反應(yīng)。反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)2、如右圖所示，組成的原電池：、如右圖所示，組成的原電池：（1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為?。┊?dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時：時：Zn電極是電極是_（填（填“正正”或或“負負”）極，）極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)，該反應(yīng)是是_（填（填“氧化氧化”或或“還原還原”，下同）反應(yīng)；，下同）反應(yīng)；Cu電極是電極是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為

2、_,該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)。反應(yīng)。（2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為）當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSOCuSO4 4溶液時：溶液時： Zn電極電極是是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_ ，該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)；反應(yīng)；Cu電極是電極是_極，極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)該反應(yīng)_反應(yīng)反應(yīng).負負Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正2H+ +2e- =H2還原還原負負Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正Cu2+2e - = Cu還原還原構(gòu)成原電池的條件是什么？構(gòu)成原電池的條件是什么？有活潑性有活潑性(1)不同不同的的兩種金屬兩種金屬 或者或者一種金屬一種金屬與與一種非金屬導(dǎo)體一種非金屬導(dǎo)體(如石墨如石

3、墨)作電極作電極，（2）并用導(dǎo)線連接或直接接觸。）并用導(dǎo)線連接或直接接觸?；蛘呋蛘咭环N金屬一種金屬與與一種氧化物一種氧化物等等(3)兩電極都兩電極都浸在電解質(zhì)溶液浸在電解質(zhì)溶液（酸、堿、鹽）中（酸、堿、鹽）中而且要構(gòu)成而且要構(gòu)成閉合回路閉合回路 。(4)一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)即即“兩極、一液、一連線兩極、一液、一連線”4？提出問題：提出問題： 上圖是我們在必修上圖是我們在必修2中學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片置于稀硫酸中學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片置于稀硫酸的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時間稍長的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時間稍長電流就很快減弱，因此不適合

4、實際應(yīng)用電流就很快減弱，因此不適合實際應(yīng)用。這是什么原因造這是什么原因造成的呢？有沒有什么改進措施？成的呢？有沒有什么改進措施？學(xué)生討論：學(xué)生討論：造成的主要原因造成的主要原因：由于在銅極上很快就聚集了許多氫氣：由于在銅極上很快就聚集了許多氫氣泡，把銅極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就增加了電池的內(nèi)泡，把銅極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就增加了電池的內(nèi)阻，使電流不能暢通。阻，使電流不能暢通。一、對鋅銅原電一、對鋅銅原電 池工作原理的進一步探究池工作原理的進一步探究為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計如下圖（書為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計如下圖（書P71圖圖4-1）所示）所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？的原電池

5、裝置，你能解釋它的工作原理嗎？ 6實驗三（書實驗三（書71頁實驗頁實驗4-1）實驗探索實驗探索實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象： 有鹽橋存在時電流計指針發(fā)有鹽橋存在時電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過電路。生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過電路。 取出鹽橋，電流計指針即取出鹽橋，電流計指針即回到零點，說明沒有電流通回到零點，說明沒有電流通過。過。鹽橋制法：鹽橋制法：1)將熱的瓊膠溶液倒入將熱的瓊膠溶液倒入U形管中形管中(注意不注意不要產(chǎn)生裂隙要產(chǎn)生裂隙)，將冷卻后的，將冷卻后的U形管浸泡在形管浸泡在KCl或或NH4NO3的飽和溶液中即可。的飽和溶液中即可。2)將將KCl或或NH4NO3的飽和溶液裝入的飽和溶液裝入U形管，用

6、棉形管，用棉花都住管口即可。花都住管口即可。7鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1 1）使整個裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸使整個裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。 由于鹽橋（如由于鹽橋（如KClKCl）的存在，其中陰離子）的存在，其中陰離子ClCl- -向向ZnSOZnSO4 4溶液擴散和遷移，陽離子溶液擴散和遷移，陽離子K K+ +則向則向CuSOCuSO4 4溶液擴散和遷移，溶液擴散和遷移，分別中和過剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作分別中和過剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進行，一直到鋅片全部溶解或用不間斷地進行，一直到鋅片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中溶液中的

7、的 CuCu2+2+幾乎完全沉淀下來。幾乎完全沉淀下來。若電解質(zhì)溶液與若電解質(zhì)溶液與KClKCl溶液反溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作鹽橋。作鹽橋。（2 2）平衡電荷，使由它連接的兩溶液保持電中性平衡電荷，使由它連接的兩溶液保持電中性。 在整個裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是在整個裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離靠離子遷移完成子遷移完成的。的。ZnZn失去電子形成的失去電子形成的ZnZn2+2+進入進入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液因溶液因ZnZn2+2+增多而帶正電荷。同時，增多而帶正電荷。同時

8、，CuSOCuSO4 4則由于則由于CuCu2+2+ 變?yōu)樽優(yōu)镃u Cu ，使得，使得 SOSO4 42-2-相對較多而帶負電荷。溶液不保持電相對較多而帶負電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會阻止電子從鋅片流向銅片，造成電中性，這兩種因素均會阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。流中斷。8分析分析：改進后的裝置為什么能夠持續(xù)、：改進后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？使原電池中氧化劑和還原劑近乎完全使原電池中氧化劑和還原劑近乎完全隔離，并在不同的區(qū)域之間實現(xiàn)了電隔離，并在不同的區(qū)域之間實現(xiàn)了電子的定向移動，使原電池能持續(xù)、穩(wěn)子的定向移動，使原電池能持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流。定

9、地產(chǎn)生電流。9請同學(xué)們請同學(xué)們思考思考：上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的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？指出電池化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的？指出電池的正負極，并分別寫出其中負極的正負極，并分別寫出其中負極和正極的電極反應(yīng)式以及該電池和正極的電極反應(yīng)式以及該電池的總反應(yīng)方程式。的總反應(yīng)方程式。ZnSO4溶液溶液 CuSO4溶液溶液負極（鋅片）：負極（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+ +

10、Cu 電池符號電池符號： Zn ZnSO4 CuSO4 Cu 負極負極 鹽橋鹽橋 正極正極一、對鋅銅原電一、對鋅銅原電 池工作原理的進一步探究池工作原理的進一步探究10氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液鹽橋鹽橋失失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)Cu2+2e- =Cu陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負極負極正極正極 Cu2+2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(離子方程式）離子方程式）（化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負極：

11、負極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽離子陽離子外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路11二、由兩個半電池組成原電池的工作二、由兩個半電池組成原電池的工作原理原理（1）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進行，再以）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。在這類電池中，用還原性較強的物質(zhì)作為負極，負極向在這類電池中，用還原性較強的物質(zhì)作為負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較強的物質(zhì)作為正極，正極從外電路提供電子；用氧化性較強的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。外電路得到電子。在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽在原電

12、池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽離子的定向運動而形成內(nèi)電路。離子的定向運動而形成內(nèi)電路。（2 2）探究）探究組成原電池的條件組成原電池的條件練習(xí)：鋅銅原電池產(chǎn)生電流時，陽離子（練習(xí)：鋅銅原電池產(chǎn)生電流時，陽離子（ ）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都移向Zn極極D 和陰離子都移向和陰離子都移向Cu 極極B12ABCD正極正極ZnCuCuFe負極負極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl典型例題：典型例題：13（3）原電池的正負極的判斷方法）原電池

13、的正負極的判斷方法 微觀判斷微觀判斷（根據(jù)電子流動（根據(jù)電子流動方向方向）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極負極正極正極 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 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)量減少的電極負極負極正極正極正極正極負極負極工作后，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發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的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)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)電極有氣泡冒出：根據(jù)電極有氣

14、泡冒出：負極負極正極正極14（4）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活潑性不同活潑性不同 的兩種金屬，的兩種金屬，如鋅銅原電池，鋅作負極，銅如鋅銅原電池，鋅作負極，銅作正極作正極金屬和非金屬。金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負極，石墨棒如鋅錳干電池，鋅作負極，石墨棒作正極作正極金屬和化合物。金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負極，如鉛蓄電池，鉛版作負極，PbO2作正極作正極惰性電極。惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt（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極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)

15、生反應(yīng)。但若是兩個半反應(yīng)分別在兩個燒杯中進行，則左右兩個燒杯中的半反應(yīng)分別在兩個燒杯中進行，則左右兩個燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)電解質(zhì)溶液應(yīng) 與電極材料具有相同的陽離子。與電極材料具有相同的陽離子。15請根據(jù)氧化還原反應(yīng)請根據(jù)氧化還原反應(yīng) :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+設(shè)計成原電池。設(shè)計成原電池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案?Cu Cu 2e- = Cu2+比比Cu不活潑的金屬或石墨不活潑的金屬或石墨2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等等負極：負極：正極：正極：電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液：練一練練一練若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶

16、液又是若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶液又是什么？試畫出原電池的裝置簡圖。什么？試畫出原電池的裝置簡圖。161.利用原電池原理設(shè)計新型化學(xué)電池；利用原電池原理設(shè)計新型化學(xué)電池；2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實驗室用粗鋅與硫酸改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實驗室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣；反應(yīng)制取氫氣；3.進行金屬活動性強弱比較；進行金屬活動性強弱比較；4.電化學(xué)保護法，即將金屬作為原電池的正極電化學(xué)保護法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。三、原電池的主要應(yīng)用：三、原電池的主要應(yīng)用：5.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象解釋某些化學(xué)現(xiàn)象17(1)比較金屬活動性強弱。比較金

17、屬活動性強弱。例例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是強的是C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲甲 上有上有H2氣放出氣放出；B.在氧化在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；（C）原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用：18(2)比較反應(yīng)速率比較反應(yīng)速率例例2 ：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和粗鋅和

18、1mol/L 鹽酸；鹽酸；B.A.純鋅和純鋅和1mol/L 硫酸；硫酸；純鋅和純鋅和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗鋅和粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用：19例例4：下列裝置中四塊相同的下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后片，放置一段時間后腐蝕速腐蝕速率由率由慢慢到到快快的順序是的順序是(4)(2)(1)(3)原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用：(3)比較金屬腐蝕的快慢比較金屬腐蝕的快慢20(4)判斷溶液判斷溶液pH值變化值變化例例5：在在Cu-Zn原電池中，原電池中，200mLH2SO4 溶液

19、的濃度為溶液的濃度為0.125mol/L , 若工作一段時間后，從裝置中共收若工作一段時間后，從裝置中共收集到集到 0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為 mol,溶液的溶液的pH值變值變_？（溶液體積變？（溶液體積變化忽略不計）化忽略不計）解得：解得：y 0.015 (mol)x 0.015 (mol)答：答：根據(jù)電極反應(yīng)：根據(jù)電極反應(yīng)：正極：正極：負極負極：Zn2e-Zn2+2H+2e- H2得：得：2 2 22.4x y 0.168解：解：2H+ 2e H2大大0.015原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用：21(5)原電池原理的綜合應(yīng)用原電池原理的綜合應(yīng)用例例6：市

20、場上出售的：市場上出售的“熱敷袋熱敷袋”的主要成分為鐵屑、的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋熱敷袋”啟啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在?，F(xiàn)有大量鐵銹存在。1)“熱敷袋熱敷袋”是利用是利用 放出熱量。放出熱量。2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 。3)加入氯化鈉的主要作用是加入氯化鈉的主要作用是 。鐵被氧化鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加

21、速鐵屑的氧化氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用：224、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是 ( D )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23 拓展練習(xí)拓展練習(xí)（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的）若