双液原电池及应用.ppt

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1、新课标人教版选修四化学反应原理,第四章 电化学基础,第一节 原 电 池 （第2课时）,不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱 这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？,主要原因：(一)由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。(二)铜离子会在锌棒表面发生反应析出铜单质，阻止反应继续发生。,对锌铜原电 池工作原理的进一步探究,为了避免发生这种现象，设计如图（书P71图4-1）所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？,？提出问题：原电池的优、缺点？,实验三（书71页实验4-1）,实验探索,实验现象：,分析：改进后的

2、装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？,参考教材,有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。 取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。,盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。,（）盐桥的作用是什么？,4、双液原电池的工作原理（有关概念）,（）盐桥-装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻,a.形成闭合回路。 b.平衡电荷。,导线的作用:传递电子，沟通外电路。 而盐桥的作用:沟通内电路。,(3)双液原电池的优点

3、： 能产生持续、稳定的电流。,练习：,利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。,参考答案,(+),(-),负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）,(+),(-),5、原电池的设计：,请将氧化还原反应 Cu+2Ag+ = Cu2+2Ag,设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置,Cu,CuSO4,Ag,AgNO3,练习：,(2007年高考海南化学卷) 依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)设

4、计的原电池如图所示。,请回答下列问题： (1)电极X的材料是_； 电解质溶液Y是_； (2)银电极为电池的_极， 发生的电极反应为_ X电极上发生的电极反应为_； (3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。,铜(或Cu),AgNO3溶液,正,Age Ag,Cu -2e Cu2,负(Cu),正(Ag),(1)比较金属活动性强弱。,例1：,下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是,C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；,A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出；,B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；,D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；,（C）,6、原电池原理应用

5、：,第3课时,(2)比较反应速率,例2 ：,下列制氢气的反应速率最快的是,粗锌和 1mol/L 盐酸；,B.,A.,纯锌和1mol/L 硫酸；,纯锌和18 mol/L 硫酸；,C.,粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。,D.,（ D ）,原电池原理应用：,(3)比较金属腐蚀的快慢,例3：,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是,(2),(1),(3),原电池原理应用：,例4：,下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速 率由慢到快的顺序是,(4),(2),(1),(3),(4)原电池原理的综合应用,例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯

6、化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。 “热敷袋”是利用 放出热量。 2)炭粉的主要作用是： 3)加入氯化钠的主要作用是 。 4)木屑的作用是 。,铁被氧化,与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化,氯化钠溶于水、形成电解质溶液,使用“热敷袋”时受热均匀,原电池原理应用：,拓展练习 （1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到 的现象： 两极反应式为：正极 ； 负极 。 该装置将 转化为 。 （2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液， 则负极为 ， 总反应方程为 。,镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；

7、,Mg2e=Mg2+,化学能,电能,2H+2e-=H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,Al3e-+2OH-=H2O+AlO-,判断溶液pH值变化,例5：,在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为 mol,溶液的pH值变_？（溶液体积变化忽略不计）,0.2,解得：,y 0.015 (mol),x 0.015 (mol),3.75 10 4(mol/L ),pH -lg3.75 104,4 -lg3.75,答：,0.015,根据电极反应：,正极：,负极：,Zn

8、2e-Zn2+,2H+2e- H2,得：,2 2 22.4,x y 0.168,解：,0.20.1252,c(H+)余,2H+ 2eH2,大,0.015,原电池原理应用：,小 结：原电池,1、定义,2、工作原理,3、形成条件,4、双液原电池,盐桥,盐桥的作用,工作原理,5. 设计原电池,2.比较反应速率,1.比较金属活动性强弱；,3.比较金属腐蚀快慢 （即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。）,6、原电池的应用：,4.解释某些化学现象,反应式,负极材料（失去电子的金属）,确定,电解质溶液,在一 瓣橘子上相隔0.5cm分别插一小铜片 和铝片，把铜片和铝片的另一端通过导线接 触耳机

9、的两极，试试能否听到“嘎嘎”声。能 够从耳机中听到“嘎嘎”声，说明了什么？用 其他金属、水果、液体再试一试。,研 究 性 学 习,1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硫酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为,A、XY Z B、X Z Y C、Y X Z D、Y Z X,C,练习：,2、等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是：,D,3、把A、B、C、D四块金属片用导线两两相连，浸入稀硫酸中组成原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为,A、ABC D B、A C D B C、C A B D D、 B A C D,B,4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是,( D ),A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；,