雙液原電池及應(yīng)用.ppt

新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理,第四章 電化學(xué)基礎(chǔ),第一節(jié) 原 電 池 （第2課時(shí)）,不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱 這是什么原因造成的呢？有沒(méi)有什么改進(jìn)措施？,主要原因：(一)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(kāi)，這樣就增加了電池的內(nèi)阻，使電流不能暢通。這種作用稱為極化作用。(二)銅離子會(huì)在鋅棒表面發(fā)生反應(yīng)析出銅單質(zhì)，阻止反應(yīng)繼續(xù)發(fā)生。,對(duì)鋅銅原電 池工作原理的進(jìn)一步探究,為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如圖（書(shū)P71圖4-1）所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？,？提出問(wèn)題：原電池的優(yōu)、缺點(diǎn)？,實(shí)驗(yàn)三（書(shū)71頁(yè)實(shí)驗(yàn)4-1）,實(shí)驗(yàn)探索,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：,分析：改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是什么？,參考教材,有鹽橋存在時(shí)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過(guò)電路。 取出鹽橋，電流計(jì)指針即回到零點(diǎn)，說(shuō)明沒(méi)有電流通過(guò)。,鹽橋制法：1)將熱的瓊膠溶液倒入U(xiǎn)形管中(注意不要產(chǎn)生裂隙)，將冷卻后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的飽和溶液中即可。2)將KCl或NH4NO3的飽和溶液裝入U(xiǎn)形管，用棉花都住管口即可。,（）鹽橋的作用是什么？,4、雙液原電池的工作原理（有關(guān)概念）,（）鹽橋-裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的 膠凍,a.形成閉合回路。 b.平衡電荷。,導(dǎo)線的作用:傳遞電子，溝通外電路。 而鹽橋的作用:溝通內(nèi)電路。,(3)雙液原電池的優(yōu)點(diǎn)： 能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。,練習(xí)：,利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池（使用鹽橋），畫(huà)出原電池的示意圖，并寫(xiě)出電極反應(yīng)。,參考答案,(+),(-),負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)） 正極（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）,(+),(-),5、原電池的設(shè)計(jì)：,請(qǐng)將氧化還原反應(yīng) Cu+2Ag+ = Cu2+2Ag,設(shè)計(jì)成一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置,Cu,CuSO4,Ag,AgNO3,練習(xí)：,(2007年高考海南化學(xué)卷) 依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。,請(qǐng)回答下列問(wèn)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_(kāi) X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)； (3)外電路中的電子是從_電極流向_電極。,銅(或Cu),AgNO3溶液,正,Age Ag,Cu -2e Cu2,負(fù)(Cu),正(Ag),(1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。,例1：,下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是,C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；,A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2氣放出；,B.在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；,D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；,（C）,6、原電池原理應(yīng)用：,第3課時(shí),(2)比較反應(yīng)速率,例2 ：,下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是,粗鋅和 1mol/L 鹽酸；,B.,A.,純鋅和1mol/L 硫酸；,純鋅和18 mol/L 硫酸；,C.,粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。,D.,（ D ）,原電池原理應(yīng)用：,(3)比較金屬腐蝕的快慢,例3：,下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是,(2),(1),(3),原電池原理應(yīng)用：,例4：,下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速 率由慢到快的順序是,(4),(2),(1),(3),(4)原電池原理的綜合應(yīng)用,例6：市場(chǎng)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(shí)，打開(kāi)塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)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”時(shí)受熱均勻,原電池原理應(yīng)用：,拓展練習(xí) （1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到 的現(xiàn)象： 兩極反應(yīng)式為：正極 ； 負(fù)極 。 該裝置將 轉(zhuǎn)化為 。 （2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液， 則負(fù)極為 ， 總反應(yīng)方程為 。,鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；,Mg2e=Mg2+,化學(xué)能,電能,2H+2e-=H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,Al3e-+2OH-=H2O+AlO-,判斷溶液pH值變化,例5：,在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4 溶液的濃度為0.125mol/L , 若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到 0.168L升氣體，則流過(guò)導(dǎo)線的電子為 mol,溶液的pH值變_？（溶液體積變化忽略不計(jì)）,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,根據(jù)電極反應(yīng)：,正極：,負(fù)極：,Zn2e-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,原電池原理應(yīng)用：,小 結(jié)：原電池,1、定義,2、工作原理,3、形成條件,4、雙液原電池,鹽橋,鹽橋的作用,工作原理,5. 設(shè)計(jì)原電池,2.比較反應(yīng)速率,1.比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱；,3.比較金屬腐蝕快慢 （即將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。）,6、原電池的應(yīng)用：,4.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象,反應(yīng)式,負(fù)極材料（失去電子的金屬）,確定,電解質(zhì)溶液,在一 瓣橘子上相隔0.5cm分別插一小銅片 和鋁片，把銅片和鋁片的另一端通過(guò)導(dǎo)線接 觸耳機(jī)的兩極，試試能否聽(tīng)到“嘎嘎”聲。能 夠從耳機(jī)中聽(tīng)到“嘎嘎”聲，說(shuō)明了什么？用 其他金屬、水果、液體再試一試。,研 究 性 學(xué) 習(xí),1、X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硫酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時(shí)，Y為負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?A、XY Z B、X Z Y C、Y X Z D、Y Z X,C,練習(xí)：,2、等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入過(guò)量的稀H2SO4，同時(shí)向a中加入少量的CuSO4溶液，下列圖表示產(chǎn)生H2的體積（V）與時(shí)間（t）的關(guān)系，其中正確的是：,D,3、把A、B、C、D四塊金屬片用導(dǎo)線兩兩相連，浸入稀硫酸中組成原電池。若A、B相連時(shí)，A為負(fù)極；C、D相連時(shí)，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時(shí)，電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A；B、D相連時(shí)，電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B，則此4種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?A、ABC D B、A C D B C