高中化学（课标点击+知识导学+典例精析）第四章 第一节 原电池课件 新人教版选修4

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1、第四章电化学基础 第一节原电池 栏目链接1.1.了解原电池的工作原理及构成条件。了解原电池的工作原理及构成条件。2.2.能够正确判断原电池的正负极。能够正确判断原电池的正负极。3. 3. 能写出电极反应式和电池反应方程式能写出电极反应式和电池反应方程式。 栏目链接 栏目链接1原电池概念：利用_反应原理将_能转化为_能的装置。2原电池工作原理(以锌铜原电池为例)要点一原电池原理氧化还原氧化还原化学化学电电逐渐溶解逐渐溶解红色物质沉积红色物质沉积偏转偏转负极负极正极正极失失得得流出流出流入流入 栏目链接ClK氧化反应氧化反应还原反应还原反应Zn2e=Zn2Cu22e=CuZnCu2=Zn2Cu 栏

2、目链接3.原电池形成的条件(1)两个活泼性不同的电极：相对活泼的金属作_，较不活泼的金属或能导电的非金属作_；(2)_溶液；(3)形成_回路；(4)能自发发生氧化还原反应。负极负极正极正极电解质电解质闭合闭合 栏目链接思考思考应用应用盐桥的作用是什么？盐桥的作用是什么？提示提示：盐桥内通常装有含有琼胶的盐桥内通常装有含有琼胶的KCl饱和溶液，盐桥饱和溶液，盐桥能使离子自由通过，故盐桥的作用是：能使离子自由通过，故盐桥的作用是：(1)使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触；(2)平衡电荷。平衡电荷。 栏目链接一、原电池工作原理示意图一、原电池工作原理示意图

3、综合综合拓展拓展 栏目链接二、原电池的判定二、原电池的判定先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是主要是“四看四看”：一看电极：一看电极两极为导体且存在活泼性差两极为导体且存在活泼性差异异(燃料电池的电极一般为惰性电极燃料电池的电极一般为惰性电极)。二看溶液。二看溶液两极插两极插入电解质溶液中。三看回路入电解质溶液中。三看回路形成闭合回路或两极直接接形成闭合回路或两极直接接触。四看本质触。四看本质有无自发的氧化还原反应发生有无

4、自发的氧化还原反应发生。 栏目链接 特别提示特别提示：多池相连，但无外接电源时，两极活泼性多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。三、原电池正负极的判断方法三、原电池正负极的判断方法负极：活泼性负极：活泼性_强强_的金属，发生的金属，发生_氧化氧化_反应。反应。正极：活泼性正极：活泼性_弱弱_的金属或导体，发生的金属或导体，发生_还原还原_反应。反应。原电池正负极判断：原电池正负极判断：1 1根据电极材料判断根据电极材料判断负极负极活泼性较强的金属活泼性较强的金属正极正极活泼性较弱的金属或能导电的非金属活泼性

5、较弱的金属或能导电的非金属 栏目链接注意：活泼金属不一定做负极，如注意：活泼金属不一定做负极，如MgMg、AlAl在在NaOHNaOH溶液中，溶液中，AlAl做负极。做负极。2 2根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子的定向移动方向判断的定向移动方向判断负极负极电子流出极，电流流入极或阴离子定向移向极电子流出极，电流流入极或阴离子定向移向极正极正极电子流入极，电流流出极或阳离子定向移向极电子流入极，电流流出极或阳离子定向移向极3 3根据两极发生的变化判断根据两极发生的变化判断负极负极失去电子，化合价升高，发生氧化反应失去电子，化合价升高，发生氧

6、化反应正极正极得到电子，化合价降低，发生还原反应得到电子，化合价降低，发生还原反应 栏目链接4 4根据反应现象判断根据反应现象判断负极负极会逐渐溶解，质量减小会逐渐溶解，质量减小正极正极有气泡逸出或质量增加有气泡逸出或质量增加 栏目链接 特别提示特别提示：原电池正负极判断的基础是氧化还原反原电池正负极判断的基础是氧化还原反应。如果给出一个方程式让判断正、负极，可以直接根据应。如果给出一个方程式让判断正、负极，可以直接根据化合价的升降变化来判断，发生氧化反应的一极为负极，化合价的升降变化来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。发生还原反应的一极为正极。1 1( (双选题双选题

7、) )下列装置不可以组成原电池的是下列装置不可以组成原电池的是( () )尝试尝试应用应用解析：解析：B中的乙醇不导电，不能形成闭合回路；中的乙醇不导电，不能形成闭合回路；C中装置也不是闭合回路。中装置也不是闭合回路。答案：答案：BC 栏目链接要点二原电池的设计 理论上理论上，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池，实际设计时应注意以下几方面实际设计时应注意以下几方面： (1)(1)用用 _ _ 的物质作为负极，向外电路的物质作为负极，向外电路_电子；用电子；用 _ _ 的物质作为正极，从外电路的物质作为正极，从外电路_电子电子。 (2)(2)将两极

8、浸在将两极浸在 _ _ 中，通过中，通过_形成内电路形成内电路。 (3)(3)放电时负极上的电子通过放电时负极上的电子通过_流向正极，再通过流向正极，再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路，其中阳离子移溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路，其中阳离子移向向_极，阴离子移向极，阴离子移向_极。极。还原性较强还原性较强提供提供氧化性较强氧化性较强得到得到电解质溶液电解质溶液阴阳离子的定向移动阴阳离子的定向移动导线导线正正负负正正 栏目链接1加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产溶液能使产生生H2的速率

9、加快。的速率加快。2寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源(下节学习下节学习)3比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱例如：有两种金属例如：有两种金属a和和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到观察到a极溶解，极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是是负极，负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性是正极，由原电池原理可知，金属活动性ab。综合综合拓展拓展四、原电池原理的应用四、原电池原理的应用 栏目链接4用于金属的防护用于金属的防护如：要保护一个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌如：要保护一

10、个铁闸，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。作原电池的负极，铁闸作正极。5设计化学电池设计化学电池例如：以例如：以2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2为依据，设计一为依据，设计一个原电池。个原电池。(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。分别作原电池的负极和正极的电极反应式。负极：负极：Cu2e=Cu2正极：正极：2Fe32e=2Fe2 栏目链接(2)确定电极材料。确定电极材料。如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属

11、直接作负极；如为气体极；如为气体(H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如如Pt、碳棒碳棒)作负极。作负极。发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。(3)确定电解质溶液。确定电解质溶液。一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作电解液。溶液作电解液。 栏目链接(4)构成闭合回路。构成闭合回路。 栏目链接 特别提示：特别提示：设计原电池时，若氧化还原方程式中无明确设计

12、原电池时，若氧化还原方程式中无明确的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电性，通常的电解质溶液，可用水作电解质，但为了增强其导电性，通常加入强碱或一般的强酸。如燃料电池，水中一般要加入加入强碱或一般的强酸。如燃料电池，水中一般要加入KOH或或H2SO4。尝试尝试应用应用2下列反应可用于设计原电池的是下列反应可用于设计原电池的是()AH2SO42NaOH=Na2SO42H2OB2FeCl3Fe=3FeCl2CMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3DNaClAgNO3=NaNO3AgCl解析：解析：用于设计原电池的化学反应必须属于氧化还原用于设计原电池的化学反应必须属于氧化还原反应，故

13、选反应，故选B B。答案：答案：B B 栏目链接 栏目链接一、原电池的工作原理一、原电池的工作原理 栏目链接例例1关于右图装置的叙述，正确的是关于右图装置的叙述，正确的是()A铜是阳极，铜片上有气泡产生铜是阳极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片表面被还原后生成氢离子在铜片表面被还原后生成H2解析：解析：由所给图示可知由所给图示可知Zn为原电池负极，失去电子被氧为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极，溶液中的氢离子在正极得到电子化，电子经导线流向正极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为而被还原为H2。

14、原电池只分正、负极，不用阴极、阳极表示，。原电池只分正、负极，不用阴极、阳极表示，电流与电子流向相反。电流与电子流向相反。答案：答案：D 栏目链接变式变式应用应用1(2014潮州市高二期末考潮州市高二期末考)用铜片、银片设计成如图用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是() 栏目链接A电子通过盐桥从乙池流向甲池电子通过盐桥从乙池流向甲池B铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作C开始时，银片上发生的反应是：开始时，银片上发生的反应是：Age =AgD将铜片浸入将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化

15、学反应与该原电溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同池总反应相同 栏目链接解析：解析：原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。铜的金属性强于正极移动，正极得到电子，发生还原反应。铜的金属性强于银，所以铜是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为银，所以铜是负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为CuCu2e2e=Cu=Cu2 2。银是正极，溶液中的银离子得到电子发生。银是正极，溶液中的银离子得到电子发生还原反

16、应，电极反应式为还原反应，电极反应式为AgAge e=Ag=Ag。A.A.电子通过导线电子通过导线从铜电极流向银电极，盐桥不能传递电子，从铜电极流向银电极，盐桥不能传递电子，A A不正确；不正确；B.B.盐盐桥的作用是传递离子，保持溶液的电中性，而金属铜不能传桥的作用是传递离子，保持溶液的电中性，而金属铜不能传递阴阳离子，所以铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作，递阴阳离子，所以铜导线替换盐桥，原电池将不能继续工作，B B正确；正确；C.C.开始时，银片上发生的反应是开始时，银片上发生的反应是AgAge e=Ag=Ag，C C不正确；不正确；D.D.将铜片浸入将铜片浸入AgNCAgNC溶液中发

17、生的化学反应与该原电溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同，都是池总反应相同，都是CuCu2Ag2Ag=Cu=Cu2 22Ag2Ag，D D正确，答案正确，答案选选BDBD。答案：答案：BD 栏目链接例例2如右图装置，电流表如右图装置，电流表G发生偏转，同时发生偏转，同时a极逐渐变粗，极逐渐变粗，b极逐渐变细，极逐渐变细，c为电解质溶液，则为电解质溶液，则a、b、c可以是下列各组可以是下列各组中的中的()Aa是是Zn，b是是Cu，c为稀为稀H2SO4Ba是是Cu，b是是Zn，c为稀为稀H2SO4Ca是是Fe，b是是Ag，c为为AgNO3溶液溶液Da是是Ag，b是是Fe，c为为AgNO3溶液溶

18、液二、原电池正负极的判断二、原电池正负极的判断 栏目链接 栏目链接解析：解析：从题给信息从题给信息a极逐渐变粗，极逐渐变粗，b极逐渐变细，极逐渐变细，c为电解为电解质溶液可以分析出质溶液可以分析出c中必然含有金属阳离子，做正极的中必然含有金属阳离子，做正极的a极，其极，其材料的金属性肯定弱于做负极的材料的金属性肯定弱于做负极的b极材料的金属性极材料的金属性。答案：答案：D名师点睛：名师点睛：b极变细，说明金属失去电子而溶解，发极变细，说明金属失去电子而溶解，发生氧化反应，金属生氧化反应，金属b做原电池的负极。做原电池的负极。 栏目链接变式变式应用应用2将将Al片和片和Cu片用导线连接，一组插入

19、浓硝酸中，一组片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。在这两个原电池中，插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池。在这两个原电池中，负极分别为负极分别为()AAl片、片、Cu片片 BCu片、片、Al片片CAl片、片、Al片片 DCu片、片、Cu片片 解析：解析：将将AlAl片和片和CuCu片用导线连接和浓硝酸组成的原电池中，片用导线连接和浓硝酸组成的原电池中，AlAl遇浓硝酸钝化，而遇浓硝酸钝化，而CuCu可以和浓硝酸反应失去电子，即在浓可以和浓硝酸反应失去电子，即在浓硝酸中硝酸中CuCu活泼，所以负极应是活泼，所以负极应是CuCu；而将；而将AlAl片和片和Cu

20、Cu片用导线连片用导线连接和稀氢氧化钠溶液组成的原电池中，接和稀氢氧化钠溶液组成的原电池中，AlAl与氢氧化钠溶液反与氢氧化钠溶液反应，而应，而CuCu不反应，所以不反应，所以AlAl是负极。是负极。 答案：答案：B 栏目链接例例3利用反应利用反应Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2设计一个原设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图，并指出正极材料为电池。在下图方格内画出实验装置图，并指出正极材料为_，电极反应式为，电极反应式为_；负极材料；负极材料为为_，电极反应式为，电极反应式为_。三、原电池的设计三、原电池的设计 栏目链接解析：解析：一般来说，自发的氧化还原反应都可以设计成相一般来

21、说，自发的氧化还原反应都可以设计成相应的原电池。具体设计时，先将氧化还原反应拆分为两个半应的原电池。具体设计时，先将氧化还原反应拆分为两个半反应反应(即氧化反应和还原反应即氧化反应和还原反应)，然后根据构成原电池的条件，然后根据构成原电池的条件，选择合适的电极材料及适宜的电解质溶液，将两电极用导线选择合适的电极材料及适宜的电解质溶液，将两电极用导线连接插入电解质溶液形成闭合回路，即可成功设计原电池。连接插入电解质溶液形成闭合回路，即可成功设计原电池。将将Zn2FeCl3=ZnCl22FeCl2拆分为：拆分为：Zn2e=Zn2(氧化反应氧化反应)和和2Fe32e=2Fe2(还原反应还原反应)；结

22、；结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应用锌，合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应用锌，则正极所用材料活泼性应比锌弱，为保证则正极所用材料活泼性应比锌弱，为保证Fe3在正极得电子，在正极得电子，则电解质溶液为则电解质溶液为FeCl3等易溶的铁盐的溶液。等易溶的铁盐的溶液。答案：答案：Pt(或石墨或石墨)2Fe32e=2Fe2ZnZn2e=Zn2 栏目链接 栏目链接名师点睛：名师点睛：要牢记原电池正负极反应的反应类型，以便要牢记原电池正负极反应的反应类型，以便确定正负极材料，同时要根据总反应式，选择合适的电解质确定正负极材料，同时要根据总反应式，选择合适的电解质溶液。为了确保能选出正确答案，可将所设计的原电池的总溶液。为了确保能选出正确答案，可将所设计的原电池的总反应式写出，与题中所给的反应方程式对比、检查。反应式写出，与题中所给的反应方程式对比、检查。变式变式应用应用3选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，以便完成下列反应：列反应：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。画出原电池的示意。画出原电池的示意图并写出电极反应。图并写出电极反应。 栏目链接 栏目链接