知识讲解_原电池_基础
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高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿一、引言本课我们将学习原电池的相关知识。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。
二、原电池的构成和工作原理原电池由两个半电池和电解质组成。
半电池分为阳极和阴极,电解质则负责传递离子。
当阳极和阴极通过电解质相连时,化学反应会导致电子在电路中流动,产生电流。
三、原电池的种类1. 干电池干电池是一种常见的原电池,它使用固态或半固态的电解质。
干电池具有体积小、重量轻、使用方便等特点,广泛应用于电子设备、玩具等领域。
2. 燃料电池燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置。
它使用可燃性物质(如氢气、甲醇等)作为燃料,通过与氧气发生反应产生电能。
燃料电池具有高能量转化效率、环保等优点,在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
四、原电池的应用1. 电子设备原电池广泛应用于各种电子设备,如手持式电子产品、遥控器、闹钟等。
干电池由于便携性好且寿命较长,成为这些设备的常用电源。
2. 交通工具燃料电池作为一种新型的清洁能源装置,被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。
燃料电池车辆具有零排放、低噪音等特点,有望成为未来交通工具的主流。
五、总结原电池作为一种将化学能转化为电能的装置,在我们的生活和工业生产中扮演着重要角色。
通过学习本课,我们了解了原电池的构成和工作原理,以及干电池和燃料电池的种类和应用领域。
希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中,进一步加深对原电池的理解。
谢谢!。
易错点12原电池瞄准高考1.(2018课标H)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。
将NaClO4 溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的银网分别作为电极材料,电池的总反应为: 3CO2+4Na=^2Na2cO3+C。
下列说法错误的是A.放电时,结-向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为:3CO+4e- =2CO2-+C23D.充电时,正极反应为:Na++e-=Na 【答案】D【解析】A放电时是原电池,阴离子as一向负极移动,A正确s B.电池的总反应为3c口一因此充电时释放C5,放电时吸收E正确s C_放电时是原电池,正极是二氧化碳得到电子转化为碳,反应为:忙-=2C0,C, C正确j D_充电时是电解,正极与电源的正极相连,作阳极,发生失去电子的氧化反应,反应为纪6工一2-4e-=3C5, D错误。
2.(2018课标O)一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。
下列说法正确的是A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为LiS -x=2Li+ (1 —;') J 【答案】D【解析】A.题目叙述为:放电时,6与Li+在多孔碳电极处反应,说明电池内,LR 向多孔碳电极移动,因 为阳离子移向正极,所以多孔碳电极为正极,选项A 错误。
B.因为多孔碳电极为正极,外电路电子应该由 锂电极流向多孔碳电极(由负极流向正极"选项E 错误。
C.充电和放电时电池中离子的移动方向应该相 反,放电时,L(向多孔碳电极移动,充电时向锂电极移动,选项C 错误。
D.根据图示和上述分析,电池 的正极反应应该是3与Li 叫导电子转化为LhCKx,电池的负极反应应该是单质U 失电子转化为Li+,所以 总反应为:2Li + (l —楙介二及0班 充电的反应与放电的反应相反,所以为LhO^-x = 2Li+(l-| Oi f 选项D 正确。
一、教学内容:1、原电池2、化学电源二、重点、难点1、理解原电池原理,并能正确判断原电池的两极,熟练书写电极反应式。
2、掌握构成原电池的条件,并会进行简单的原电池设计。
3、了解一次电池、二次电池、燃料电池的基本构造、反应原理及应用。
(一)原电池1、原电池的定义:将化学能直接转变为电能的装置。
分析:锌片、铜片插入稀硫酸中,锌片有气泡产生,铜片上没有气泡产生,这是因为在金属活动性顺序表中,锌排在氢的前面,容易失去电子,能置换酸中的氢,铜排在氢的后面,不能置换酸中的氢。
把锌片和铜片用导线连起来后,铜上有气泡放出而锌上没有是因为锌是比较活泼的金属,锌片的锌原子失电子变成锌离子,溶解在溶液里。
锌原子失去电子通过导..........线流到铜片上,而溶液中的氢离子从铜片上得到电子变成氢原子,二个氢原子组成了氢分子。
......(盐桥的作用:可使由它连接的两溶液保持电中性,盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
)2、原电池的原理:从化学反应来看,较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)。
3、原电池的电极:原电池有两个电极,一个是正极..,一个是负极..。
(1)原电池中电子流出..的一极称为负极,该极上发生氧化反应。
负极:电子流出,较活泼,(锌片):Zn -2e -=Zn 2+(氧化反应) (2)原电池电子流入..的一极称为正极,该极上发生还原反应。
正极:电子流入,较不活泼,(铜片):2H ++2e -=H 2↑(还原反应) (3)电子的流动方向:负极→正极 (4)电流的流动方向:正极→负极(5)离子的移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
4、组成原电池的条件:有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极;电极材料均插入电解质溶液中;两极相连形成闭合回路。
5、原电池反应的应用:(1)比较金属的活泼性——活泼金属作负极被损耗,不活泼金属作正极。
原电池编稿:张灿丽审稿:曹玉婷【学习目标】1、了解常见化学能与电能转化方式及应用;2、掌握原电池的组成及反应原理;3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。
【要点梳理】要点一、原电池的工作原理1、原电池的定义燃煤发电的能量转换过程是,该过程虽然实现化学能与电能的转化,但是过程繁琐、复杂且能耗较大。
在此过程中,燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
因此,需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能,原电池就是这样的装置。
将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
【高清课堂:化学能与电能(一)—初探原电池ID:370200#原电池原理】2、原电池的工作原理实验1、如下图,把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。
现象:Zn片上有气泡出现。
反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
Zn失电子生成Zn2+,H+得电子生成H2。
实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来,中间接一电流计G。
现象:Zn片逐渐溶解,Cu片上有气泡出现,电流计G指针发生偏转。
结论:Zn反应生成Zn2+而溶解,Cu片上有H2产生,有电流产生。
该实验中,产生了电流,就构成了原电池。
要点诠释:原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移,产生电能,因此原电池的作用为将化学能转化成电能。
【高清课堂:化学能与电能(一)—初探原电池ID:370200#原电池构成条件】要点二、原电池的组成条件组成原电池必须具备三个条件:(1)提供两个活泼性不同的电极,分别作负极和正极。
要点诠释:a、负极:活泼性强的金属,该金属失电子,发生氧化反应。
b、正极:活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨),该电极上得电子,发生还原反应。
c、得失电子的反应为电极反应,上述原电池中的电极反应为:负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2H++2e-=H2↑,总反应:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(2)两个电极必须直接和电解质溶液接触,电解质溶液中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。
高考总复习原电池和化学电源【考纲要求】1.了解原电池的工作原理。
2.能写出原电池的电极反应式和反应的总方程式。
3.能根据氧化还原反应方程式设计简单的原电池。
4.能根据原电池原理进行简单计算。
5.熟悉常见的化学电源(一次电池、二次电池和燃料电池),能分析常见化学电池工作原理,了解废旧电池回收的意义。
【考点梳理】考点一、原电池的概念1.能量的转化原电池:将化学能转变为电能的装置。
电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
2.工作原理设计一种装置,使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能,即将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行,并使电子转移经过导线,在一定条件下形成电流。
电子从负极(较活泼金属)流向正极(较不活泼金属或碳棒),负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
电极电极材料反应类型电子流动方向负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子以下是锌铜原电池装置示意图:3.原电池的组成条件(1)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属),分别发生氧化和还原反应。
原电池中两极活泼性相差越大,电池电动势就越高。
(2)电解质溶液,电解质中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。
(3)导线将两电极连接,形成闭合回路。
(4)有能自发进行的氧化还原反应。
4.原电池的判断方法(1)先分析有无外接电池,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池。
(2)多池相连,但无外电源时,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。
5判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极阴离子移向的负极阳离子移向的正极电解质溶液中离子定向移动方向发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极6.原电池中带电粒子的移动方向在原电池构成的闭合电路中,有带电粒子的定向移动。
原电池与化学电源原电池原理:两极分别发生氧化、还原反应,产生电流装置特点:化学能转化为电能形成条件电解质溶液两个电极形成闭合回路自发进行氧化还原反应电极反应正负极的判断电极反应方程式及电池总反应方程式化学电源分类一次电池:普通锌锰电池,碱性锌锰电池,银锌电池二次电池:铅蓄电池,镍镉电池,银锌电池燃料电池:氢氧燃料电池,甲醇燃料电池,甲烷燃料电池一、原电池基本概念:(1)概念:原电池就是将化学能转变成电能的装置。
(2)本质:通过自发进行的氧化还原反应,使反应中电子转移而产生电流,反应中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生,这便形成了带电粒子按一定方向流动的闭合回路。
(3)形成条件:①活动性不同的两电极(连接):较活泼的金属作为负极,发生氧化反应,电子流出;较不活泼的金属或能导电的非金属(如石墨等)做正极,发生还原反应,电子流入,电极本身不发生改变;②电解质溶液(插入其中并与电极自发反应);③电极形成闭合电路;④能自发的发生氧化还原反应(有明显电流时需要此条件)(4)外电路:①电流的流向是从正极流向负极。
②电子的流向是从负极流向正极。
(5)内电路:①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动。
②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸引阴离子向负极移动。
二、工作原理原电池自检自查必考点我们已所学过的原电池,是为了便于说明原电池化学原理的一种最简单的装置。
如果用它作电源,不但效率低,而且时间稍长,电流就不断减弱,因此不适合于实际应用。
这是什么原因呢?主要是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。
为了避免发生这种现象,我们来设计一种更为科学的原电池装置。
【设计实验】在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液,将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥(如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻)连接起来,再用导线将锌片和铜片联接,并在导线中串联一个电流计,观察现象。
高中化学人教版选修四41《原电池》课
堂讲稿
导言
大家好,今天我们将学习高中化学选修四的第41课《原电池》。
原电池是一种常见的电池类型,它的工作原理和应用非常重要。
本课我们将深入了解原电池的构造、工作原理以及它在生活中
的应用。
一、原电池的构造
原电池由两个半电池组成,其中一个半电池是氧化半电池,另
一个是还原半电池。
氧化半电池中的金属棒浸泡在金属离子溶液中,而还原半电池中的金属棒则浸泡在该金属离子的酸性溶液中。
二、原电池的工作原理
原电池通过两个半电池之间的电子传递和离子传递来产生电流。
在氧化半电池中,金属棒失去电子,氧化成离子;而在还原半电池中,金属离子接受电子,还原成金属。
这种电子传递和离子传递的
过程产生了电势差,使电流从氧化半电池流向还原半电池,从而产
生了电能。
三、原电池的应用
原电池在生活中有广泛的应用。
最常见的应用就是在电子设备中使用,如手电筒、遥控器等。
原电池还可以用于供电,如给小型电子设备提供电能。
结束语
通过今天的学习,我们了解了高中化学选修四的第41课《原电池》的内容。
原电池的构造、工作原理以及应用都非常重要,我们需要掌握它们的基本知识。
希望大家通过今天的学习,对原电池有了更深入的理解。
谢谢大家!。
论文精选: 《原电池原理》文章摘要: 本文全面讲解原电池的知识, 包括最简单的原电池、构成原电池的条件、原电池正负极判断、电极方程式书写和原电池应用。
正负极判断和电极方程式书写是重点。
原电池是的高考中的重点知识, 也是电化学知识的基础。
传统的发电是通过燃烧加热水, 产生蒸汽, 推动发电机, 产生电能。
能量转化为化学能→热能→机械能→电能, 能量经过多次转化, 最终转化率很低。
而原电池是直接将化学能转化为电能, 能量转化率较高。
一、简单的原电池将锌片与铜片用导线连接, 导线中间接一电流表, 平行插入盛有稀硫酸的烧杯中, 此时电流表指针有偏转, 说明有电流通过。
二、构成原电池的条件通过上面铜锌原电池, 我们得出构成原电池的条件有:(1)电极材料。
两种金属活动性不同的金属或金属和其他导电性物质;(2)电解质溶液, 两电极同时浸没在电解质溶液中;(3)两电极要用导线连接, 形成闭合回路。
注意:①电流表不是必需的, 只是检验是否有电流通过。
②极活泼的金属单质一般不作做原电池的负极, 如K、Ca、Na等。
三、原电池正负极的判断(1)由组成原电池的两极材料判断一般来说, 较活泼的金属为负极, 较不活泼的金属为正极。
本质上能和电解质溶液反应的金属为负极。
但具体情况还要看电解质溶液。
如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池, 较活泼的镁为负极, 铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时, 由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应, 失去电子, 因此铝为负极, 镁为正极。
(2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断在原电池的外电路, 电流由正极流向负极, 电子由负极流向正极。
(3)根据内电路离子的移动方向判断在原电池电解质溶液中, 阳离子移向正极, 阴离子移向负极。
(4)根据电极上产生的气体判断原电池工作后, 如果一电极上产生气体, 通常是因为该电极发生了析出氢的反应, 说明该电极为正极, 活动性较弱。
(5)根据电极质量的变化判断原电池工作后, 若某一极质量增加, 说明溶液中的阳离子在该电极得电子, 该电极为正极, 活泼性较弱;如果某一电极质量减轻, 说明该电极溶解, 电极为负极, 活泼性较强。
高中化学说课稿:原电池高中化学说课稿:原电池精选3篇(一)尊敬的各位老师、亲爱的同学们:大家好!今天我将为大家讲解高中化学课程中的一个重要内容——原电池。
原电池是利用化学反应中的化学能转化为电能的装置,是我们日常生活中常见的一种电池。
与常见的干电池不同,原电池是可以反复充电和放电的。
首先,我们先来了解一下原电池的构成。
原电池由两种不同的电极、电解质和外电路组成。
两种电极分别为阳极和阴极,电解质则是电极之间的传导界面。
在原电池中,阳极是电子的来源,阴极则是吸收电子的地方,电解质在电子的传输过程中起到导电的作用。
外电路则是连接两个电极的导线。
接下来,我们来详细了解一下原电池的工作原理。
原电池的工作原理是通过化学反应产生电子,在外电路中形成电流。
当原电池工作时,发生氧化还原反应。
其中,在阳极上发生氧化反应,将金属转化为离子释放电子,而在阴极上则发生还原反应,将离子吸收电子并还原为金属。
这个过程中,电解质能够提供电子的传导。
随后,我们来看一下原电池的特点和应用。
首先,原电池的特点是可以反复充电和放电,具有很高的使用寿命。
其次,原电池的能量密度较大,可以提供相对较多的电能。
此外,原电池的工作原理相对简单,制造成本相对较低,因此被广泛应用于许多电子设备中,如手机、电脑等。
最后,我想和大家分享一下如何正确使用和维护原电池。
首先,我们应该使用适合的充电器进行充电,不要超过充电时间,以免损坏电池。
其次,我们应该避免原电池长时间放置不用,以免电池自放电损失能量。
另外,使用过程中避免过度放电,可以延长电池的使用寿命。
以上就是我对高中化学课程中原电池内容的介绍了。
原电池是一种常见且重要的电池,我们在日常生活中都会经常使用到它。
通过了解原电池的构成、工作原理和特点,我们可以更好地使用和维护它们。
希望今天的讲解能够为大家带来一些启发,谢谢大家!高中化学说课稿:原电池精选3篇(二)尊敬的评委、教师及同学们:大家好!今天我将为大家讲解一种重要的无机化合物——硫酸。
原电池的工作原理知识点一、知识概述原电池的工作原理知识点①基本定义:老实说,原电池就是把化学能转变成电能的装置。
就好比是一个小小的发电站在一个小盒子里。
这里面有电极,就像电池的正负极一样,靠化学反应来让电子流动从而产生电。
②重要程度:在化学学科里那可是相当重要的。
很多电池,像咱们生活中的干电池之类的,都是根据原电池的原理来的。
而且在研究金属腐蚀等方面也很关键。
③前置知识:之前得懂一些化学反应和氧化还原反应的知识。
比方说知道哪个物质是被氧化了,哪个物质是被还原了。
④应用价值:应用可多了,像在各种电子产品里提供电能,汽车的电瓶之类的。
而且在金属防护方面,可以利用原电池原理来防止金属生锈,把想保护的金属做成阴极。
二、知识体系①知识图谱:在化学电化学这一块占了特别重要的位置。
和电解质溶液、电极反应等知识都有紧密联系。
②关联知识:它和氧化还原反应紧密相连。
离子在溶液里的移动也跟它有关。
还有电极的材料也会影响原电池的工作。
③重难点分析:- 掌握难度:其实还是有点小难度的。
尤其是理解电极反应的书写和电子离子的流向。
- 关键点:弄清楚到底哪个电极发生氧化反应(负极),哪个电极发生还原反应(正极),还有电子怎么从负极跑到正极,离子怎么在溶液里移动来平衡电荷。
④考点分析:- 在考试中的重要性:很重要。
不管是小测验还是大考都挺爱考的。
- 考查方式:可能让写电极方程式,或者分析原电池的工作原理之类的。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析:- 原电池呢,要有两个电极(正极和负极),一般插在电解质溶液里。
比如说锌- 铜原电池,锌是负极,铜是正极。
负极发生氧化反应,像锌失去电子变成锌离子,而正极发生还原反应,比如溶液里的氢离子在铜电极上得到电子变成氢气。
②特征分析:- 两个电极活动性得不一样,这样才能有电子的转移。
而且在工作的时候,有持续的电流产生。
电子是从负极沿着导线流向正极,而溶液里的离子就像小搬运工,阳离子往正极跑,阴离子往负极跑,来维持溶液的电中性。
化学能转化为电能—原电池一、原电池1.概念:把能转化为能的装置.2.原电池工作原理(1).原理图示负极:(反应)正极:(反应)总反应方程式:外电路:电子从流向,电流从内电路:阴离子移向,阳离子移向(2).原电池的正负极的判断:①根据电子流动方向判断。
在原电池中,电子流出的一极是;电子流入的一极是。
②根据两极材料判断。
一般活泼性的金属为负极;活泼性的金属或能导电的非金属为正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。
向正极移动,向负极移动。
④根据原电池两极发生的变化来判断。
负极发生;正极发生。
⑤根据现象判断。
或的一极为负极,或的一极为正极。
二、原电池电极反应式的书写与化学电源一般来讲,书写原电池的电极反应式应注意如下四点:1、准确判断原电池的正负极一般而言,较活泼的金属成为原电池的负极,但不是绝对的。
如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,铜是,因为。
此时,其电极反应式为:负极:正极:镁-铝-NaOH溶液构成原电池,负极。
主要是看哪一个电极更易与电解质溶液发生氧化还原反应,就是负极,若都是惰性电极,则看哪种离子是失去电子,它所存在的半电池就为负极。
2、高度注意电解质的酸碱性在正、负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系,当得到或是去电子后形成的离子要检查是否能继续与电解液发生反应。
如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种,酸中负极反应:正极反应式为:;如铅蓄电池中,负极Pb失去电子成为Pb2+后,会继续与SO42-发生发硬生成难溶物质PbSO4,故电极反应为。
3、牢牢抓住总的反应方程式两个电极反应相加即得总的反应方程式。
所以,对于一个陌生的原电池,只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式,即可迅速写出另一个电极反应式。
4、不能忽视电子转移数相等在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。
这样可以避免由电极反应式写总反应方程式,或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误,同时,也可避免在有关计算中产生误差。
原电池易错知识点讲解
原电池的构成条件
(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液。
规避原电池工作原理的4个易失分点
(1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液。
(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
--来源网络整理,仅供学习参考。
高考化学选择第7题:电化学目录课题1 原电池课题2 电解池课题3 金属的腐蚀与防护课题1:原电池一、知识讲解1、定义:化学能转化为电能的装置2、形成条件:①两极:两个活泼性不同的电极②一液:电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应)③一回路:形成闭合回路(可为导线连接两插入溶液中的电极,也可是两电极直接接触并插入溶液)④一反应:能自发进行的氧化还原反应惰性电极(C、Pt等):只起导电作用,不参与反应;活性电极(除Pt、Au外的其余金属):当作阳极时,除起导电作用外,还参与反应失去电子变成金属阳离子进入溶液中。
【例】在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是()A B C D E F3、原理讲解4、电源正负极的判断【注意】:1.镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。
1、在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()A.正极附近的OH-离子浓度逐渐增大 B.电子通过导线由铜片流向锌片 C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出 E.Zn是负极 F.电子由Zn经外电路流向CuG.溶液中H+向负极移动 H. SO42-向负极移动【答案】ADEFH2、下列关于原电池的叙述正确的是()A.原电池是将化学能转变成电能的装置 B.在原电池中失去电子的一极是阴极C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D.原电池的负极发生的是还原反应【答案】A3、银锌纽扣电池放电时的反应为:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,下列有关说法中不正确的是A.该反应属于置换反应 B.Zn做负极C.Ag2O在正极上发生还原反应 D.可用稀硝酸做电解质溶液【答案】D(3)燃料电池酸性(酸正H+)碱性(碱负0H—)氢氧燃料电池负极2H2-4e—=4H+2H2+40H—-4e—=4H20;正极02+4e —+4H+=2H20 02+2H20+4e—=40H—总反应2H2+02=2H2O甲烷燃料电池负极CH4-8e-+2H2O= 8H++ CO2CH4+10 OH--8e-=CO32-+7H2O;正极02+4e—+4H+=2H20 02+2H20+4e—=40H—总反应CH4+2O2 = CO2 + 2H2O CH4+ 2KOH+ 2O2=== K2CO3+ 3H2O甲醇燃料电池负极CH3OH-6e -+H2O = 6H++ CO2CH3OH +8OH--6e-=CO32-+6H2O;正极02+4e —+4H+=2H20 02+2H20+4e—=40H—总反应2CH3OH+ 3O2 = 2CO2 + 4H2O 2CH3OH + 3O2 +4KOH= 2K2CO3 + 6H2O 乙醇燃料电池负极正极总反应1、将锌片和银片浸入KOH中组成原电池,两电极间连接一个电流计。
人教版高中化学选修四41《原电池》第一课时教案教案名称:人教版高中化学选修四《原电池》第一课时教案一、教学目标1. 让学生了解原电池的概念、组成和分类。
2. 使学生掌握原电池的工作原理及其能量转化过程。
3. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 原电池的概念2. 原电池的组成和分类3. 原电池的工作原理4. 原电池的能量转化过程三、教学重点与难点1. 教学重点:原电池的概念、组成、分类和工作原理。
2. 教学难点:原电池的能量转化过程。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究原电池的相关知识。
2. 利用多媒体课件,形象直观地展示原电池的工作原理和能量转化过程。
3. 结合实例分析,让学生体会化学知识在生活中的应用。
五、教学步骤1. 引入新课1.1 展示干电池、燃料电池等日常生活中的原电池实例,引导学生关注原电池的应用。
1.2 提问:什么是原电池?原电池是如何工作的?2. 讲解原电池的概念2.1 讲解原电池的定义:原电池是一种能够将化学能直接转换为电能的装置。
2.2 强调原电池的特点:自发的氧化还原反应、两极性、闭合回路。
3. 介绍原电池的组成和分类3.1 讲解原电池的组成:负极、正极、电解质、导线。
3.2 介绍原电池的分类:酸性电池、碱性电池、中性电池、燃料电池等。
4. 讲解原电池的工作原理4.1 展示原电池工作原理的示意图,讲解负极和正极的反应过程。
4.2 强调电子转移和离子迁移在原电池工作中的重要性。
5. 分析原电池的能量转化过程5.1 讲解化学能转化为电能的过程:氧化还原反应、电子转移、离子迁移。
5.2 举例说明原电池在实际应用中的能量转化过程。
6. 巩固知识,解决问题6.1 提问:原电池的工作原理和能量转化过程有哪些实际应用?6.2 让学生结合生活实例,分析原电池的工作原理和能量转化过程。
7. 课堂小结7.1 回顾本节课所学内容,总结原电池的概念、组成、分类和工作原理。
原电池编稿:宋杰审稿:张灿丽【学习目标】1、进一步了解原电池的工作原理;2、能够写出原电池的电极反应式和原电池的总反应方程式。
【要点梳理】要点一、原电池1、概念:将化学能转化为电能的装置叫原电池。
【高清课堂:原电池#原电池的组成条件】2、原电池的构成条件①两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属),分别发生氧化和还原反应。
负极:活泼性强,失去电子发生氧化反应。
正极:活泼性弱,溶液中阳离子得到电子发生还原反应。
②电解质溶液,电解质中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动形成内电路。
③导线将两电极连接,形成闭合回路。
④有能自发进行的氧化还原反应。
要点诠释:a.原电池中,电极材料可能与电解质反应,也可能与电解质不反应。
如图:b.形成闭合回路的方式有多种,可以是用导线连接两个电极,也可以是两电极直接接触。
如图:要点二、原电池工作原理的实验探究【高清课堂:原电池#原电池的工作原理】1、实验设计①按照图示装置进行实验。
请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化,分析是否有电流产生。
②按照下图组装实验装置,注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。
请观察反应过程中电流表指针位置的变化,判断是否有电流产生,并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。
要点诠释:盐桥的作用及优点a.组成:将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙),即可得到盐桥。
将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。
b.作用:使两个半电池中的溶液连成一个通路。
c.优点:使原电池中的氧化剂和还原剂近乎完全隔离,并在不同区域之间实现了电子的定向移动,使原电池能持续、稳定地产生电流。
电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况(Ⅰ) 有电流产生锌片质量减小,同时铜片上有红色物质析出,铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、热能(Ⅱ) 有电流产生锌片质量减小,铜片上有红色物质析出,铜片质量增加溶液温度不变化学能转化为电能3、实验分析①对于图甲装置Zn片:Zn-2e-=Zn2+Cu片:Cu2++2e-=Cu同时在Zn片上,Zn可直接与CuSO4溶液反应,生成Cu与ZnSO4,因此该装置中既有化学能转化为电能,同时也有化学能转化为热能。
②对于图乙所示原电池锌片:负极,Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)铜片:正极,Cu2++2e-=Cu(还原反应)总化学方程式:Zn+Cu2+=Cu+Zn2+4、实验原理分析:(如图所示)要点三、原电池中电荷移动方向在原电池构成的闭合电路中,有电荷的流动;从电路的构成方面来说,有外电路上电荷的流动和内电路上电荷的流动;从电荷的类型方面来说,有电子的流动和阴、阳离子的流动,其中的具体情况见图。
要点四、原电池的电极判断要点诠释:活泼金属在原电池中不一定作负极。
如Mg—Al—NaOH溶液原电池,活泼性Mg>Al,但此原电池中Al作负极,Mg作正极。
负极反应:Al+4OH --3e-=AlO2-+2H2O,正极反应:2H++2e-=H2↑,总反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
判断一个原电池中的正负极,最根本的方法是:失e-的一极是负极;得e-的一极为正极。
要点五、原电池电极反应式的书写1、题目给定图示装置2、题目给定总反应式①分析化合价,确定电极反应物与产物,按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应的原理,写出正负电极的反应物与产物。
②在电极反应式的左边写出得失电子数,并使左右两边电荷守恒。
③根据质量守恒定律配平电极反应式。
3、几个注意点①负极材料若不与电解质溶液发生反应,则负极失电子,空气中的O2得电子发生还原反应。
②电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,如难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物等均应写成化学式形式。
③注意电解质溶液的成分对正负极反应产物的影响。
如负极反应生成的阳离子若与电解质溶液的阴离子反应,则电解质溶液的阴离子应写入电极反应式,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应为Fe+2OH --2e-=Fe(OH)2。
要点六、原电池原理在化学中的应用1、设计原电池从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计成原电池。
关键:电解质溶液:一般能与负极反应。
或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应。
电极材料:一般较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或非金属作正极。
设计思路实例以自发的氧化还原反应为基础2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应氧化反应(负极):Cu-2e-=Cu2+;还原反应(正极):2Fe3++2e-=2Fe2+以两极反应原理为依据,确定电极材料及电解质溶液负极材料:Cu;正极材料:石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属;电解质溶液:FeCl3溶液画出示意图2、原电池工作原理的其他应用①制造种类电池②金属的腐蚀与防护③判断金属的活泼性④加快反应的速率构成原电池时反应速率比直接接触的反应速率快。
如实验室制取H2时,用粗锌与稀H2SO4反应比用纯锌时的速率快。
【典型例题】类型一:原电池原理及简单应用例1(2015 扬州模拟)下图为一原电池装置,下列叙述中正确的是()①离子在铜片表面被还原;②盐桥中的K+移向ZnSO4溶液;③电流从锌片经导线流向铜片;④铜是正极,铜片上有气泡产生;⑤正极反应为Cu2++2e-=Cu;⑥实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作;⑦将锌片浸入CuSO4溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.①⑤⑦B.①③④C.②⑤⑦D.④⑥⑦【思路点拨】判断出原电池的正、负极是解答本题的关键。
【答案】A【解析】该原电池中,较活泼的金属锌作负极,发生氧化反应,较不活泼的铜作正极,发生还原反应,电子由负极锌流出,经导线流向铜电极(电流的方向与之相反),负极、正极的反应分别为负极:Zn-2e-=Zn2+,正极:Cu2++2e-=Cu;盐桥中的阳离子向正极区硫酸铜溶液中迁移,故①、⑤正确,②、③、④错误;取出盐桥后不能构成闭合回路,原电池不能继续工作,⑥错误;无论是否为原电池,反应实质相同,均为氧化还原反应,⑦正确。
【总结升华】原电池原理:(1)原理图示(2)正、负极的判断方法:举一反三:【高清课堂:原电池#例3】【变式1】下列变化中属于原电池反应的是( )A.在空气中金属铝表面迅速氧化成保护层B.镀锌铁表面有划损时,仍然能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色的保护层D.锌与稀硫酸反应时,加入少量的CuSO4溶液可使反应加快【答案】BD例2 如图所示的原电池装置中,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,则对此装置的下列说法正确的是( )A.外电路的电流方向为:X→外电路→YB.若两电极分别为Zn棒和碳棒,则X为碳棒,Y为Zn棒C.若两电极都是金属,则它们的活动性为X>YD.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应【答案】C【解析】由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y,则电流的方向为Y→外电路→X;X为原电池的负极,Y为正极,X的活动性比Y强;X极应发生氧化反应,Y极应发生还原反应。
所以,A、B、D错误,C正确。
举一反三:【变式1】X、Y、Z、W四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中,组成原电池。
X、Y相连时,X为负极;Z、W相连时,电流方向是W→Z;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡;W、Y相连时,W极发生氧化反应。
据此判断四种金属的活泼性顺序是( )A.X>Z>W>Y B.Z>X>Y>W C.W>X>Y>Z D.Y>W>Z>X【答案】A【解析】在原电池中,活泼金属作为电池的负极,失去电子,发生氧化反应;不活泼的金属作为电池的正极,得到电子,发生还原反应。
电子由负极经导线流向正极,与电流的方向相反(物理学中规定正电荷移动的方向为电流的方向)。
因此,X、Y相连时,X为负极,则活泼性X>Y;Z、W相连时,电流方向是W→Z,则活泼性Z >W;X、Z相连时,Z极上产生大量气泡,则活泼性X>Z;W、Y相连时,W极发生氧化反应,则活泼性W >Y。
综上所述,可以得出金属的活泼性顺序是X>Z>W>Y。
类型二:原电池的设计【高清课堂:原电池#例1】例 3 利用反应Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+设计一个原电池,在下边方框内画出实验装置图,并指出正极为________,电极反应式为________;负极为________,电极反应式为________。
【答案】Pt 2Fe3++2e-=2Fe2+Zn Zn-2e-=Zn2+实验装置图如下:或【解析】根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路是,首先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反应):Zn-2e-=Zn2+,2Fe3++2e-=2Fe2+;然后再结合原电池的电极反应特点分析可知,该电池的负极应用Zn作材料,正极要保证Fe3+得到负极失去的电子,可选用Pt或碳棒等,电解质溶液只能选用含Fe3+的电解质溶液,如FeCl3溶液等。
举一反三:【变式1】(2015 武汉模拟)可以将反应Zn+Br2====ZnBr2设计成原电池,下列4个电极反应:①Br2+2e-====2Br-,②2Br--2e-====Br2,③Zn-2e-====Zn2+,④Zn2++2e-====Zn,其中表示放电时负极和正极反应的分别是()A.②和③B.②和①C.③和①D.④和①【答案】C【解析】放电时负极反应物为Zn,失电子被氧化,正极反应物为Br2,得电子被还原。
类型三:电极反应式、电池反应式的书写例4 依据氧化还原反应:2Ag+ (aq)+Cu (s)=Cu2+ (aq)+2Ag (s)设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。
【答案】(1)Cu AgNO3溶液(2)正Ag++e-=Ag Cu-2e-=Cu2+(3)X Ag【解析】由氧化还原反应:2Ag+ (aq)+Cu (s)=Cu2+ (aq)+2Ag (s)可知,可以选用Cu (s)—Ag (s)—AgNO3 (aq)构成简易的原电池,因此上图中电极X的材料是Cu,电解质溶液Y是AgNO3溶液,正极为Ag,正极上发生的反应为Ag++e-=Ag,负极为Cu,负极上发生的反应为Cu-2e-=Cu2+,在外电路电子由负极流向正极,即从X 电极流向Ag电极。