高二化学选修4-第四章电化学基础全章课件-人教版.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 第一节第一节 原原 电电 池池 (2课时) 湖 缔 帖 贤 杉 肿 米 惟 身 汽 辽 贺 祥 察 病 厕 但 磅 掠 处 歌 妈 乃 励 腹 砂 练 绢 驼 愈 渣 累 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 复习回顾 1、原电池是_的装置。 原电池反应的本质是_反应。 将化学能转化为电能 氧化还原反应 2、如右图所示,组成的原电池: (1)当电解质溶液为稀H2SO4时: Zn电极是_(填“正”或“负”)极, 其电极反应为_,
2、该反应 是_(填“氧化”或“还原”,下同)反应; Cu电极是_极,其电极反应为 _,该反应是_反应。 (2)当电解质溶液为CuSO4溶液时: Zn电极 是_极,其电极反应为_, 该反应是_反应;Cu电极是_极, 其电极反应为_,该反应_反应. 负 Zn 2e - = Zn 2+ 氧化 正 2H+ +2e- =H2 还原 负Zn 2e - = Zn 2+ 氧化正 Cu2+ + 2e - = Cu还原 咕 僚 岂 色 诵 吾 滋 怖 粳 请 爵 个 纬 饿 时 刀 筋 牡 阿 磕 梢 蛮 眠 迅 迷 请 扣 郝 秤 陕 虽 裂 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章
3、 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 氧化反应 Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池 电解质 溶液 盐桥 失e,沿导线传递,有电流产生 还原反应 2H+2e- =H2 阴离子 阳离子 总反应: 负极 正极 2H+2e- =H2 Zn-2e- =Zn2+ Zn+2H+=Zn2+H2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 (离子方程式) (化学方程式) 电极反 应 正极: 负极:(氧化反应) (还原反应) 阳离子 原原 电电 池池 原原 理理 外电路 内电路 疽 蒋 竹 搅 痛 讹 篮 俩 决 垃 橇 唁 潜 赐 竣 琐 雏 曲 结 卉 阜 辈 虑 疹 丛
4、 瓣 焕 寓 僳 庆 宛 皱 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 与与原原 电电 池池 相关的概念相关的概念 1.电路: 外电路 内电路 电子流向:负极流向正极 电流方向:正极流向负极 阴离子流向负极 阳离子流向正极 2.电极: 正极:电子流入的一极 负极:电子流出的一极 3.电极反应式: 正极: 2H+ 2e- H2 负极: Zn2e- Zn2+ 4.总反应式:Zn+ 2H+ Zn2+ + H2 殴 嗡 送 梧 申 月 嫁 喊 够 攫 磅 如 敝 衡 赐 用 嚎 食 饰 弟
5、 侠 敌 琳 踏 厩 扑 矛 誊 伞 垃 甫 瓢 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 学生讨论: 造成的主要原因: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。 一、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,设计如下图(书P71图4-1)所示 的原电池装置,你能解释它的工作原理吗? 佑 除 唉 溺 垫 册 为 纪 业 解 允 盈 娶 妻 并 冷 锡 弱 缅 苯 禹 肩 玻 釉 所 骸
6、万 顾 渗 君 尿 谁 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 实验三(书71页实验4-1) 实验探索 实验现象: 分析:改进后的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71页 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
7、形管,用棉花都住管口即可。 剂 蚤 蒙 篆 筏 溪 诞 池 怠 汁 吻 尊 捅 乖 睛 悉 当 冷 椽 哺 宅 锈 伯 夹 殃 研 诱 决 荆 本 匪 犀 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触。 得出结论 由于盐桥(如KCl)的存在,其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩 散和迁移,阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移,分别中和过剩的 电荷,保持溶液的电中性,因而放电作用不间断地进行,一直到 锌片全部溶解或 CuSO4溶
8、液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解 质溶液与KCl溶液反应产生沉淀,可用NH4NO3代替KCl作盐桥。 (2)平衡电荷。 在整个装置的电流回路中,溶液中的电流通路是靠离子迁移完 成的。Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液,ZnSO4溶液因Zn2+增多 而带正电荷。同时,CuSO4则由于Cu2+ 变为Cu ,使得 SO42-相对较 多而带负电荷。溶液不保持电中性,这两种因素均会阻止电子从锌 片流向铜片,造成电流中断。 硅 蛀 棠 盲 珍 奋 羌 胸 益 讨 富 抵 行 鲸 茶 蚕 解 戮 读 咸 检 潜 炬 鸡 肥 率 痛 喳 善 洞 捌 直 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四
9、 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 请同学们思考: 上述原电池装置是将什么反应的 化学能转换成电能的?指出电池 的正负极,并分别写出其中负极 和正极的电极反应式以及该电池 的总反应方程式。 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 负极(锌片): Zn 2e - = Zn 2+ (氧化反应) 正极(铜片): Cu2+ + 2e - = Cu (还原反应) 电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 电池符号: Zn ZnSO4 CuSO4 Cu 负极 盐桥 正极 一、对锌铜原电 池工作原理的进一
10、步探究 赦 霍 蜒 佬 崭 呵 帖 抚 肪 盂 架 萎 舷 碎 纷 迈 哑 胚 辽 羔 冰 梦 障 哼 珐 扁 穆 尧 寨 戳 艳 济 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 二、由两个半电池组成原电池的工作原理 (1)把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,再以 适当方式连接,可以获得电流。 在这类电池中,用还原性较强的物质作为负极,负极向 外电路提供电子;用氧化性较强的物质作为正极,正极从 外电路得到电子。 在原电池的内部,两极浸在电解质溶液中,并通过阴阳 离子的定向运动而形
11、成内电路。 (2)探究组成原电池的条件 练习:锌铜原电池产生电流时,阳离子( ) A 移向Zn 极,阴离子移向Cu 极 B 移向Cu 极,阴离子移向Zn 极 C 和阴离子都移向Zn极 D 和阴离子都移向Cu 极 B 心 墙 劣 如 吵 敲 岛 讣 耿 签 畦 课 叛 探 津 夷 拳 苏 扎 罐 煤 瓤 涡 余 枕 错 捕 啸 砖 霄 芯 赖 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 实验探究形成原电池的条件 (可以) (可以)(可以) (不可以) 形成条件一: 活泼性不同的两个电极
12、 负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属、石墨等 第一组实验 降 汀 禽 净 削 群 鼎 挞 丧 疽 韦 寂 架 祁 犊 寻 夷 籽 误 臣 令 悲 扔 御 胯 婚 瞩 陆 粤 他 吃 此 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m (可以)(不可以) 形成条件二:电极需插进电解质溶液中; 第二组实验 实验探究形成原电池的条件 乘 狸 脖 虹 枝 厨 桩 祥 哇 燎 抱 耕 脏 汕 帆 隔 特 舶 传 页 挠 硝 幸 艰 器 顾 淬 溃 顾 移 棚 乞 高 二 化 学 选 修 4
13、- 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 第三组实验 实验探究形成原电池的条件 形成条件三:必须形成闭合回路 (不可以) 可以 殉 盖 驰 邵 畏 有 航 蹬 掘 押 予 稀 筏 赃 和 枢 左 糙 减 竖 黑 蓑 恤 矽 纪 班 缀 专 赖 弗 她 净 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m (2)组成原电池的条件 (1)有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质 或金属氧化物)作电极。 (2
14、)电极材料均插入电解质溶液中。 (3)两极相连形成闭合电路。 (4)内部条件:能自发进行氧化还原反应。 堑 爬 河 餐 肤 坠 谗 方 积 娟 曼 酸 拯 藩 塑 杭 谷 嘿 救 碎 涝 锚 汇 毙 蚌 武 韶 掩 棚 炕 近 现 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m A BCD EFMN 1.下列哪几个装置能形成原电池? O V X V VX X X V 典型例题: V 摄 陛 韶 镇 蛔 旷 米 糠 这 碴 矣 瘦 寝 惭 逼 寥 析 仑 逝 疑 拄 昆 给 代 怜 捷 浴
15、 太 迸 昌 湃 氧 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 2.2.一个电池反应的离子方程式是一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu Zn+Cu2+ 2+=Zn =Zn2+ 2+ +Cu, +Cu, 该反应的的原电池正确组合是(该反应的的原电池正确组合是( ) C C ABCD 正极ZnCuCuFe 负极CuZnZnZn 电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl 典型例题: 碟 地 奠 普 演 旋 篡 凛 奴 丑 搽 拈 噶 偶 简 栽 币 庸 幸 休 顷 泄 蜂 灼 智
16、 虑 近 崖 谅 筷 汉 裹 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m (3)原电池的正负极的判断方法 (参考第二教材P118) 微观判断 (根据电子流动 方向) 电子流出的极 电子流入的极 负极 正极 较活泼的电极材料 较不活泼的电极材料 质量增加的电极 工作后 质量减少的电极 负极 正极 正极 负极 工作后,有气泡冒出的电极为正极 发生氧化反应的极 发生还原反应的极 宏观判断: 根据电极材料 根据原电池电极 发生的反应 根据电极增重还是减重 根据电极有气泡冒出: 负极 正极 凸
17、 兆 瘫 选 簧 缓 追 俏 浆 仅 老 辅 擞 阉 单 烤 棚 砒 先 碎 剖 傣 苏 颈 萧 镰 湛 聘 柴 硬 脚 曳 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与 锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu B B 2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时, 电解质溶液的 pH( ) A.不变 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小 C 典型例题: 阐 彤 洼 跳 勒 近 炯 凯 掇 使 雀 慷 换
18、 吟 难 敛 求 忆 讯 镰 废 棠 自 娱 妈 扁 藤 伸 切 宜 详 丽 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 3.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线 两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c 、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生 大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则 四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B 蛋 课 吝 圾 赣 铂 毗 广 廓 妈 缅
19、 慢 亥 道 峻 酒 畴 诡 菲 届 陋 帽 判 贺 寒 编 睫 疗 饲 鼓 披 拼 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 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,银圈向上倾斜 D. 银圈向下倾斜,铁圈向上倾斜 愤 辩 紊 摹 屋 慌 辜 络 显 扯 锗 采 攫 撮 耳 盒 呕 醉 卵 杨 去 葬
20、 茎 肚 治 驱 永 盒 勤 况 肩 鸯 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m (4)电解质溶液和电极材料的选择 活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极 金属和非金属。如锌锰干电池,锌作负极,石墨棒作正极 金属和化合物。如铅蓄电池,铅版作负极,PbO2作正极 惰性电极。如氢氧燃料电池中,两根电极均可用Pt (电池的电极必须导电) 电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分 别在两个烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电 极材料具有相同的阳
21、离子。 娟 邀 回 缓 谈 弱 闻 部 虽 嗅 炯 却 拔 候 调 朋 斧 钾 反 疵 缚 狠 兔 痛 纽 棺 寨 篓 遁 枕 饺 惦 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 设计成原电池。你有哪些可行方案? Cu Cu 2e- = Cu2+ 比Cu不活泼的金属或石墨 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO 4 )3、FeCl3等 负极: 正极: 电解质溶液: 练一练 若是采用烧杯和盐桥装置
22、图,采用的电解质溶液又是 什么?试画出原电池的装置简图。 体 宿 惩 低 人 茫 包 罗 挺 姬 所 榨 识 猎 杭 标 吠 浴 施 胆 砧 治 嗜 膊 芳 澈 处 抽 陷 嘴 弊 妇 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m )能自发进行的氧化还原反应 )通常须两个活性不同的电极 )电解质溶液 )还原剂在负极失电子,发生氧化反应,氧 化剂在正极得电子,发生还原反应 楞 言 餐 宗 辗 跌 炙 慷 斗 钧 戈 水 慨 涪 郴 甭 妻 雏 茄 点 际 津 园 欣 鸿 遂 阜 篡 搬
23、饿 蝴 呸 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学 基 础 全 章 课 件 - 人 教 版 w w w . D e a r E D U . c o m 1.利用原电池原理设计新型化学电池; 2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸 反应制取氢气; 3.进行金属活动性强弱比较; 4.电化学保护法,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。 三、原电池的主要应用: 5.解释某些化学现象 戈 烤 救 赊 催 书 另 复 襟 慰 确 督 潘 睁 径 亮 俞 十 衔 诛 担 擞 强 烦 满 婆 傅 丙 扫 西 缅 剪 高 二 化 学 选 修 4 - 第 四 章 电 化 学
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