走進(jìn)奇妙的化學(xué)世界2022-2023選擇性必修1第四章

化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)

原電池第2課時(shí)原電池工作原理的應(yīng)用CuZn稀硫酸--Zn2+H+H+SO42-知識(shí)回顧化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置寫(xiě)出原電池中的總反應(yīng)方程式和電極反應(yīng)式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移和離子遷移的方向?？偡磻?yīng)方程式：Zn+H2SO4===

ZnSO4+H2↑

電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-==Zn2+（氧化反應(yīng)）

正極：2H++2e-

H2↑（還原反應(yīng)）

e-負(fù)極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)角度1電極反應(yīng)角度2粒子遷移外電路電子遷移：負(fù)→正內(nèi)電路離子遷移：陽(yáng)離子：移向正極陰離子：移向負(fù)極【膜電池模型】微電池

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第2課時(shí)原電池原理的應(yīng)用PART01PART02PART03通過(guò)單液原電池和雙液原電池裝置的對(duì)比，強(qiáng)化原電池的工作原理及鹽橋的作用結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理和規(guī)律，正確書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式了解原電池原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用1、某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是（）A．a(chǎn)和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2++2e?===CuC．無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色D．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時(shí)，SO42-向銅電極移動(dòng)D【課堂專練】2.如下圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對(duì)此裝置的下列說(shuō)法正確的是(

)A.外電路的電流方向?yàn)椋篨→外電路→YB.若兩電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為ZnC.若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性為X>YD.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)C3.鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時(shí)間后，甲池的c減小C.電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡C4.下圖所示原電池的鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液，電池工作一段時(shí)間后，甲燒杯中溶液顏色不斷變淺。下列敘述中正確的是（）b極是電池的正極B.甲燒杯中K＋經(jīng)鹽橋流向乙燒杯C.甲燒杯中溶液的pH逐漸減小D.

電池的總反應(yīng)離子方程式為：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2OD深拓1——原電池中的幾個(gè)方向①電子流向：原電池中電子由

流出，經(jīng)導(dǎo)線流向

；兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等。②電流方向：電流方向與電子流向恰好相反，即由

經(jīng)導(dǎo)線流向

。③離子移動(dòng)方向：溶液中的陽(yáng)離子向

移動(dòng)，陰離子向

移動(dòng)。負(fù)極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)Ae-e-電子由負(fù)極流向正極陽(yáng)離子移動(dòng)方向陰離子移動(dòng)方向負(fù)極正極正極負(fù)極正極負(fù)極深拓2——原電池中正負(fù)極的判斷原電池原理的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)的速率(1)原理:在原電池中,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行,使溶液中粒子運(yùn)動(dòng)相互間的干擾減少,使反應(yīng)速率增大.

(2)應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室用鋅與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí)加入少量CuSO4溶液或常用粗鋅能使產(chǎn)生H2的速率加快.原因是粗鋅中的在雜質(zhì)和鋅.稀硫酸形成原電池,加快了鋅的腐蝕,使產(chǎn)生H2的速率加快.原電池原理的應(yīng)用D4.設(shè)計(jì)原電池的一般思路(1)將已知氧化還原反應(yīng)拆分成兩個(gè)半反應(yīng)氧化反應(yīng)：還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物

還原反應(yīng)：氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物正極反應(yīng)式＋負(fù)極反應(yīng)式―→電池總反應(yīng)式(2)根據(jù)總反應(yīng)式并結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)，找出正、負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液。①電極材料的選擇：選活潑性較強(qiáng)的金屬作負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的惰性材料作正極。②電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)溶液一般要能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，可參照總反應(yīng)式選擇電解質(zhì)溶液。以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu為例?；?dòng)探究1.①在用鋅粒與稀鹽酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),往往向反應(yīng)液中滴加幾滴硫酸銅溶液,結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)加快,這是什么原因?提示:因?yàn)殇\與銅離子發(fā)生置換反應(yīng)生成了少量的銅單質(zhì),附在鋅的表面構(gòu)成了銅鋅原電池,從而加快反應(yīng)速率。②若純鋅與粗鋅(含F(xiàn)e、C等)分別與同濃度的稀硫酸反應(yīng)制取H2,哪種方法產(chǎn)生H2的速率快?提示:粗鋅。粗鋅中Zn、Fe、C與稀硫酸形成原電池,加快了反應(yīng)速率。2.X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示:則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)_____________Z>Y>X>W活動(dòng)性：Z

>Y活動(dòng)性：Y

>X活動(dòng)性：Z

>W活動(dòng)性：X>W3.設(shè)計(jì)原電池裝置證明Fe3+的氧化性比Cu2+強(qiáng)。

(1)寫(xiě)出能說(shuō)明氧化性Fe3+大于Cu2+的離子方程式:______________。(2)若將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,電極反應(yīng)式為①負(fù)極:______________。②正極:_________________。2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+Cu-2e-====Cu2+2Fe3++2e-====2Fe2+(3)在框中畫(huà)出裝置圖,指出電極材料和電解質(zhì)溶液:①不含鹽橋②含鹽橋

提煉歸納原電池的設(shè)計(jì)思路首先,把自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)分解為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng),從而確定電極反應(yīng);其次,根據(jù)電極反應(yīng),確定電極材料和電解質(zhì)溶液;最后,用導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合電路。(2)電池的電極材料必須能導(dǎo)電。①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池,鋅作負(fù)極,銅作正極。②金屬和非金屬。如鋅作負(fù)極,石墨棒作正極。③金屬和化合物。如鉛蓄電池,鉛塊作負(fù)極,PbO2作正極。④惰性電極。如氫氧燃料電池中,兩電極均可用Pt。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)燒杯中進(jìn)行,則左右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)與電極材料具有相同的陽(yáng)離子?！疽?guī)律方法】原電池的設(shè)計(jì)方法(1)找：找一個(gè)能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，只有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)才能被設(shè)計(jì)成原電池。(2)拆：將氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)，分別作為負(fù)極和正極的電極反應(yīng)，還原劑－ne－===氧化產(chǎn)物(負(fù)極電極反應(yīng))；氧化劑＋ne－===還原產(chǎn)物(正極電極反應(yīng))。(3)定：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的還原劑和氧化劑確定原電池的負(fù)極和電解質(zhì)溶液，正極一般選擇比負(fù)極活潑性差的金屬或能導(dǎo)電的非金屬。(4)畫(huà)：連接電路，形成閉合回路，畫(huà)出原電池示意圖。練1．根據(jù)下圖，可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是(

)A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)A練2.X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示:則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)______________Z>Y>X>W練3.根據(jù)原電池工作原理，將下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池：2Fe3++2I-==2Fe2++I2要求：（1）分別寫(xiě)出氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。（2）根據(jù)原電池構(gòu)成要素，選擇合適的物質(zhì)或材料，并畫(huà)出原電池的工作原理示意圖。（1）氧化反應(yīng)：2I--2e-==I2還原反應(yīng)：2Fe3++2e-===2Fe2+（2）（