1、選修（四）化學(xué)反應(yīng)原理第四章 電化學(xué)基礎(chǔ),電化學(xué)：研究化學(xué)能與電能之間相互轉(zhuǎn) 換的裝置、過程和效率的科學(xué)。,2. 借助電流而發(fā)生反應(yīng)及裝置 (如:電解池),1. 產(chǎn)生電流的化學(xué)反應(yīng)及裝置 (如:原電池等),分類：（按電化學(xué)反應(yīng)過程及裝置分）,第1節(jié) ：原電池,一、知識回顧,化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,1、原電池定義：,2、原電池的組成：,“兩極一液一線”,有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬 單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。,電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。,兩極相連形成閉合電路。,（1）內(nèi)部條件：能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)；,（2）外部條件：,構(gòu)成原電池的條件：,討論1：以下哪些裝置可以形成原電池？,3、原

2、電池的工作原理：,鋅片,Zn - 2e- = Zn2+,氧化反應(yīng),銅片,2H+ + 2e- = H2,還原反應(yīng),電子由鋅片經(jīng)外電路流向銅片,負(fù)極,正極,Zn+2H+=Zn2+ H2,（負(fù)極正極）,電子流向：, 負(fù)極上還原性較強的物質(zhì)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，, 電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，, 正極上氧化性較強的物質(zhì)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。,Cu,Zn,Zn2+,H+,H+,SO42-,A,e-,原電池的工作原理示意圖：,4、電極反應(yīng)式的書寫方法,(2)復(fù)雜反應(yīng)式的書寫,(1)一般電極反應(yīng)式的書寫,5、原電池正負(fù)極判斷,1.由組成原電池的電極材料判斷 一般：負(fù)極 的金屬 正極 的金屬 或 導(dǎo)體，以及某

3、些金屬氧化物 可以理解成： 與電解質(zhì)溶液反應(yīng),練習(xí)：Mg-Al-H2SO4中 是正極， 是負(fù)極 Mg-Al-NaOH中 是正極 是負(fù)極,Mg,Al,Al,Mg,活潑性較強,活潑性較弱,非金屬,負(fù)極,1.由組成原電池的電極材料判斷,2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷 電子由 流出，流入 ； 電流由 流出，流入 。,負(fù)極,正極,正極,負(fù)極,1.由組成原電池的電極材料判斷,2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷,3.根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷 負(fù)極 電子，發(fā)生 反應(yīng) 正極 電子，發(fā)生 反應(yīng),失,得,氧化,還原,1.由組成原電池的電極材料判斷,2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷,3.根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷,4.根

4、據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷 陰離子向 極移動（負(fù)極帶正電荷） 陽離子向 極移動（正極帶負(fù)電荷）,負(fù),正,1.由組成原電池的電極材料判斷,2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷,3.根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷,4.根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷,5.根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷 負(fù)極 ； 正極 ；,犧牲、溶解,增重、氣泡,1.由組成原電池的電極材料判斷,2.根據(jù)電子（電流）流動的方向判斷,3.根據(jù)電極反應(yīng)類型判斷,4.根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷,5.根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷,6.燃料電池中 燃料在 反應(yīng) 氧化劑在 反應(yīng),負(fù)極,正極,1、理論上應(yīng)看到只在銅片上有大量氣泡，而實際上鋅片上也有大量氣泡產(chǎn)生，這是什么

5、原因?qū)е碌哪兀?2、實驗發(fā)現(xiàn)該裝置不能提供持續(xù)穩(wěn)定的電流，為什么？ 3、如何設(shè)計實驗來避免和克服1和2中的問題呢？,【交流 研討】,如何改進原電池裝置？,鹽橋的作用：（1）形成閉合回路；（2）平衡電荷。,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,？,鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出 。,【觀察與思考】改進后的原電池裝置有哪些優(yōu)點？,2、提高了能量轉(zhuǎn)化率（化學(xué)能電能）；,3、能夠防止裝置中化學(xué)能的自動釋放（自放電）；,1、能夠產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流；,【啟示】氧化劑和還原劑不直接接觸也能發(fā)生反應(yīng)。,基于鹽橋的作用，可以對上述原電池裝置加以改進設(shè)計成化學(xué)電源。,把氧化反應(yīng)

6、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。,注：在這類電池中，用還原性較強的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；用氧化性較強的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。 在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽離子的定向運動而形成內(nèi)電路。,用導(dǎo)線和鹽橋分別將兩個半電池連接在一起,二、由兩個半電池組成原電池的工作原理,【練習(xí)】根據(jù)反應(yīng)：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 設(shè)計一個原電池裝置，標(biāo)出電極材料和電解質(zhì)溶液,寫出電極反應(yīng)方程式.,負(fù)極:,Zn2e-=Zn2+,正極:,Cu2+2e-=Cu,設(shè)計鹽橋原電池的思路：,Zn+2Ag+=Zn2+2Ag,1、根據(jù)氧

7、化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)。 2、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液； 3、外電路用導(dǎo)線連通，可以接用電器； 4、內(nèi)電路是將電極浸入電解質(zhì)溶液中，并通過鹽橋溝通內(nèi)電路。,1.利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)計出兩種原電池，畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)方程式。,【鞏固練習(xí)】,2.(07海南化學(xué)卷14)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。請回答下列問題： (1)電極X的材料是 ， 電解質(zhì)溶液Y是 ； (2)銀電極為電池的 極， 發(fā)生的電極反應(yīng)為 ； X電極上發(fā)生的電極反為 ； (3)外電路中

8、的電子是從 電極流向 電極。,CU,銅,銀,正,AgNO3溶液,3.（08廣東卷）用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ） 在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 ； 正極反應(yīng)為：Ag+e- =Ag ； 實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作； 將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同。 A B C D,C,1.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反應(yīng)制取氫氣；,3.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而受

9、到保護。如在鐵器表面鍍鋅。,三、原電池原理的主要應(yīng)用：,5.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象。,1、比較金屬活動性強弱。,C,當(dāng)兩種金屬構(gòu)成原電池時，總是活潑的金屬作負(fù)極而被腐蝕，所以先被腐蝕的金屬活潑性較強。,例2：把a、b、c、d四塊金屬浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若: a、b相連時，a為負(fù)極； c、d相連時，電流由d到c； a、c相連時，c極產(chǎn)生大量氣泡， b、d相連時，溶液中的陽離子向b極移動。 則四種金屬的活潑性順序為： 。,ac d b,a b,c d,a c,d b,2、比較反應(yīng)速率,D,當(dāng)形成原電池之后，反應(yīng)速率加快，如實驗室制H2時, 純Zn反應(yīng)不如粗Zn跟酸作用的速率快。,3、

10、比較金屬腐蝕的快慢,在某些特殊的場所, 金屬的電化腐蝕是不可避免的, 如輪船在海中航行時, 為了保護輪船不被腐蝕，可以在輪船上焊上一些活潑性比鐵更強的金屬如Zn。這樣構(gòu)成的原電池Zn為負(fù)極而Fe為正極，從而防止鐵的腐蝕。,4、判斷溶液pH值變化,大,0.015,5、原電池原理的綜合應(yīng)用,例6：市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋”啟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)現(xiàn)有大量鐵銹存在。 “熱敷袋”是利用 放出熱量。 2)炭粉的主要作用是 。 3)加入氯化鈉的主要作用是 。 4)木屑的作用是 。,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,氯化鈉溶于水，形成電解質(zhì)溶液,使用“熱敷袋