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1、2022-6-111新课标人教版高中化学复习课件新课标人教版高中化学复习课件选修选修4 4 化学反应原理化学反应原理授课人:万年中学刘景庆第四章第四章 电化学基础电化学基础第四章第四章 电化学基础电化学基础第一节第一节 原电池原理原电池原理第一节第一节 原电池原理原电池原理【复习提问】 1.什么是原电池？ 2.构成原电池的条件是什么？ 3.原电池产生电流的原理是什么？ 4.单液电池有哪些缺点？ 为什么要改为加盐桥的双液电池？ 5.盐桥的作用是什么？2022-6-1122022-6-113 u（1）（2）（3）（4）2022-6-114一、构成原电池的条件一、构成原电池的条件1、一般需要、一般需
2、要有活泼性不同的两种金属作电极有活泼性不同的两种金属作电极（或一种是非金属导体）（或一种是非金属导体）2、电解质溶液（电极均需浸入电解质溶液中）电解质溶液（电极均需浸入电解质溶液中）3、形成闭合电路形成闭合电路4、自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应 2022-6-115 例例1.1.请写出图片中原电池的电极反应式和请写出图片中原电池的电极反应式和电池反应方程式。电池反应方程式。 负极：负极：（锌片）（锌片） Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应氧化反应正极：正极：（铜片）（铜片） 2H+ + 2e- = H2反应方程式：反应方程式：Zn+2H+=Zn2+H2稀稀H2SO4还原反应
3、还原反应原电池原理原电池原理2022-6-116氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e- =H2阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 二、原电池原理二、原电池原理外电路外电路内电路内电路原电池原理原电池原理2022-6-117【探究实验一探究实验一】请根据反应：请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个设计一个单液单液原电池，并描述现象。原电池，并描述现象。 原电池原理的应用原电池原理的应用CuSO4 溶液溶液【现象现象】 1.1.电流表指针发生偏
4、转电流表指针发生偏转, , 但不稳定。但不稳定。2.2.两个电极上都有红色两个电极上都有红色 物质生成物质生成2022-6-118【思考思考】如何才能得到持续如何才能得到持续稳定的电流？稳定的电流？【分析分析】由于锌片与硫酸铜溶液由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，锌片失去的电子一部直接接触，锌片失去的电子一部分经导线传递到铜片表面，另一分经导线传递到铜片表面，另一部分电子直接被硫酸铜溶液中的部分电子直接被硫酸铜溶液中的Cu2+结合结合,铜在锌片表面析出，锌铜在锌片表面析出，锌片表面也构成了原电池，进一步片表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强
5、度减弱。当锌片表输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。电池，也就没有电流产生。CuSO4 溶液溶液盐桥原电池原理盐桥原电池原理2022-6-119电极反应式：电极反应式：负极：负极： Zn - 2e- = Zn2+正极：正极： Cu2+ + 2e- = Cu电池反应方程式：电池反应方程式：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu盐桥中通常装有含琼盐桥中通常装有含琼胶的胶的KCl饱和溶液饱和溶液.【探究实验二探究实验二】盐桥原电池原理盐桥原电池原理2022-6-1110为什么上述装置能产生持续稳定的电流？为什么上述装置能产生
6、持续稳定的电流？1.负极不和电解质溶液起反负极不和电解质溶液起反应，电子为什么会流动？应，电子为什么会流动？2.盐桥有什么作用？盐桥有什么作用？Zn2+/Zn构成的电极电势较小，构成的电极电势较小，而而Cu2+/Cu构成的电极电势构成的电极电势较大，故电子总是由电势较大，故电子总是由电势低的低的Zn经导线流向经导线流向Cu .盐桥原电池原理盐桥原电池原理2022-6-1111导线传递电子，导线传递电子，沟通沟通外外电路电路；而盐桥则而盐桥则传递传递阴阳离子，阴阳离子，沟沟通通内内电路电路。 盐桥盐桥保持保持溶液溶液电中性电中性，使两，使两个烧杯中的溶个烧杯中的溶液连成一个通液连成一个通路。路。
7、 ZnSO4溶液CuSO4溶液（1）沟通内电路沟通内电路（2）保持）保持溶液电中性溶液电中性 盐桥原电池原理盐桥原电池原理2022-6-1112此此原原电池的优点电池的优点：能产生持续、稳定能产生持续、稳定的电流。避免了电的电流。避免了电极直接与电解质溶极直接与电解质溶液反应，部分能量液反应，部分能量转变为热能。转变为热能。盐桥原电池原理盐桥原电池原理2022-6-1113由两个由两个半电池半电池组成组成（1 1）锌和锌盐溶液构成锌半）锌和锌盐溶液构成锌半电池电池（2 2）铜和铜盐溶液构成铜半）铜和铜盐溶液构成铜半电池电池半电池中溶液含半电池中溶液含Ag+时，为什么时，为什么不选择含不选择含
8、KCl溶液的盐桥？溶液的盐桥？【设问设问】Cl-会与会与Ag+结合成难溶物结合成难溶物AgCl,造成堵塞。造成堵塞。盐桥原电池原理盐桥原电池原理2022-6-1114 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和硫酸锌和稀硫酸溶液（与硫酸铜溶液的浓度相同）稀硫酸溶液（与硫酸铜溶液的浓度相同）的烧杯中，的烧杯中，中间用一盐桥连接中间用一盐桥连接，观察并比较产生，观察并比较产生电流强度的大小。电流强度的大小。H2SO4【探究实验三探究实验三】原电池反应的本质原电池反应的本质较
9、大较大较小较小2022-6-11151.原电池反应的本质就是自发的氧化还原反应原电池反应的本质就是自发的氧化还原反应。 2.在相同条件下，原电池输出电能的能力，在相同条件下，原电池输出电能的能力，取取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。 将原电池反应中的氧化反应与还原反应分将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行，再以适当的方式连开在两个不同区域内进行，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。接起来，从而获得了稳定持续的电流。 【注意注意】【总结总结】 负极：还原剂负极：还原剂-ne- 氧化产物氧化产物 正极：氧化剂正极：氧化
10、剂+ne- 还原产物还原产物原电池反应的本质原电池反应的本质2022-6-11161.下列各反应能设计成原电池吗？如果能请画出下列各反应能设计成原电池吗？如果能请画出带盐桥的原电池装置图。带盐桥的原电池装置图。 (1)HCl+NaOH=NaCl+H2O (2) Fe+2Fe3+=3Fe2+ (3)Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+巩固练习巩固练习【巩固练习巩固练习】PtFeCl3FeFeCl2CuC CuCl2FeCl32022-6-11172.Cu2.Cu、FeFe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：CuCu作作_极极, , FeFe作作_极极电极反
11、应式是：负极电极反应式是：负极_ 正极正极_总反应式是总反应式是_如将稀硫酸改为浓硝酸则：如将稀硫酸改为浓硝酸则：CuCu作作_极极, , FeFe作作_极极电极反应式是：负极电极反应式是：负极_ 正极正极_总反应式是总反应式是_Cu+4HCu+4H+ +2NO+2NO3 3- -=Cu=Cu2+2+2NO+2NO2 2 +2H+2H2 2O O正正负负Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+ 2+ + H+ H2 2负负正正Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+ 2NO2NO3 3- -+4H
12、+4H+ +2e+2e- -=2NO=2NO2 2 +2H+2H2 2O O3. 实验室氢气选用纯锌粒好还是选用粗锌好？为什么？实验室氢气选用纯锌粒好还是选用粗锌好？为什么？选用粗锌好，形成原电池可加快反应。一般先把锌用硫酸选用粗锌好，形成原电池可加快反应。一般先把锌用硫酸铜溶液浸泡一下。铜溶液浸泡一下。巩固练习巩固练习2022-6-11184.下图下图I、II分别是甲乙两组同学将反应分别是甲乙两组同学将反应“AsO43-+2I-+2H+ AsO33-+I2+H2O”设计成的原电池装置，其中设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒，甲组向图均为碳棒，甲组向图I烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙烧杯
13、中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图组向图IIB烧杯中逐滴加入适量烧杯中逐滴加入适量40%的的NaOH溶液。溶液。A.甲操作时，电流表甲操作时，电流表A指针发生偏转指针发生偏转B.甲操作时，溶液颜色变浅甲操作时，溶液颜色变浅C.乙组操作时，乙组操作时，C2作正级作正级D.乙组操作时，乙组操作时，C1上发生的电极反应为上发生的电极反应为I2+2e-=2I-可逆电池可逆电池2022-6-1119答案答案D可逆电池可逆电池 向装置向装置的的B B烧杯中加入烧杯中加入NaOHNaOH溶液，溶液，原平衡逆向移动，原平衡逆向移动，发生发生AsOAsO3 33-3-2e2eH H2 2O=AsOO=AsO4 43
14、-3-2H2H，电子沿导线到，电子沿导线到C C1 1棒，棒，I I2 22e2e=2I=2I，所以，所以C C2 2为负极，为负极，C C1 1为正极。为正极。【解析解析】 装置装置中的反应中的反应AsOAsO4 43 32I2I2H2H AsOAsO3 33 3I I2 2H H2 2O O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，电子电子由由I I- -转移给转移给AsOAsO4 43-3-，但电子不会沿导线通过，所以甲组，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，电流表操作时，电流表(A)(A)指针不会发生偏转，但由于指针不会发生偏转，但由于I I2 2浓度浓度
15、增大，所以溶液颜色变深；增大，所以溶液颜色变深；【注意注意】 涉及化学平衡的可逆电池涉及化学平衡的可逆电池1.1.当达到平衡时，电路中的电流表指针指到当达到平衡时，电路中的电流表指针指到0.0.2.2.当反应的主体方向改变时，电池的正负极刚好当反应的主体方向改变时，电池的正负极刚好互换。互换。3.3.分析正负极的思路：分析正负极的思路： 改变条件改变条件平衡移动平衡移动化合价升降化合价升降电子转移电子转移判断电极判断电极2022-6-1120可逆电池可逆电池2022-6-1121课堂小结课堂小结一、构成原电池的条件一、构成原电池的条件二、探究二、探究“单液电池单液电池”，寻找改进，寻找改进方法方法“双液电池双液电池”三、盐桥的作用三、盐桥的作用四、原电池反应的本质四、原电池反应的本质五、可逆电池电极判断五、可逆电池电极判断课堂小结课堂小结2022-6-1122Thanks 谢谢您的观看！