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1、电池发明的小故事电池发明的小故事q17911791年他在解剖时年他在解剖时在实验在实验在实验在实验室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，当青蛙铜钩挂在铁架台上，当青蛙铜钩挂在铁架台上，当青蛙铜钩挂在铁架台上，当青蛙碰到铁杆时，发现蛙腿碰到铁杆时，发现蛙腿碰到铁杆时，发现蛙腿碰到铁杆时，发现蛙腿会有会有肌肉抽搐的现象。伽伏尼认肌肉抽搐的现象。伽伏尼认为动物的组织会产生电流，为动物的组织会产生电流，而金属是传递电流的导体。而金属是传递电流的导体。（意大利生物（意大利生物学家伽伏尼）学家伽伏尼）2021/8/11 星期三1【
2、演示实验一】【演示实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸，将锌片、铜片插入稀硫酸，有何现象？有何现象？锌片上锌片上有有气泡气泡产生产生原理原理:Zn+2H+=Zn2+H22021/8/11 星期三2【演示实验二】【演示实验二】锌片和铜片用锌片和铜片用导线导线连接后插入稀连接后插入稀硫酸中硫酸中有何现象有何现象？实验现象实验现象：铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生2021/8/11 星期三3问题探究问题探究CuZn 稀硫酸稀硫酸1.铜片上产生什么气体铜片上产生什么气体?有人说有人说H2是由铜和稀硫是由铜和稀硫酸在这种特定的条件下反应酸在这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确产生出来的。这种想法正确
3、吗？吗？2.铜片上的电子从何来铜片上的电子从何来?2H+2e=H2 2021/8/11 星期三4CuZn 稀硫酸稀硫酸-Zn2+H+H+电流计电流计 Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 3.如何检验电子的流动如何检验电子的流动?2021/8/11 星期三5 从化学反应来看，使自发进行的氧化从化学反应来看，使自发进行的氧化还原反应的氧化和还原还原反应的氧化和还原两个过程分别两个过程分别在在两个电极上两个电极上发生发生，使电子定向移动形成，使电子定向移动形成电流，实现电流，实现化学能转化为电能化学能转化为电能。工作原理工作原理2021/8/11 星期三6电池发明的小故事电池发明的小故事q17911
4、791年他在解剖时年他在解剖时在实验在实验在实验在实验室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的室将悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，当青蛙铜钩挂在铁架台上，当青蛙铜钩挂在铁架台上，当青蛙铜钩挂在铁架台上，当青蛙碰到铁杆时，发现蛙腿碰到铁杆时，发现蛙腿碰到铁杆时，发现蛙腿碰到铁杆时，发现蛙腿会有会有肌肉抽搐的现象。伽伏尼认肌肉抽搐的现象。伽伏尼认为动物的组织会产生电流，为动物的组织会产生电流，而金属是传递电流的导体。而金属是传递电流的导体。q他从独特的角度认为电他从独特的角度认为电流是由两种不同的金属产流是由两种不同的金属产生的，经过一系列的实验，生的，经过一
5、系列的实验，终于在终于在1800年成功研制年成功研制了世界上第一个能产生稳了世界上第一个能产生稳定电流的电池（见右图）。定电流的电池（见右图）。（意大利生物（意大利生物学家伽伏尼）学家伽伏尼）（法国物理（法国物理学家、化学学家、化学家伏特）家伏特）CuZn 稀硫酸稀硫酸2021/8/11 星期三7问题探究：问题探究：使电子定向移动形成电流使电子定向移动形成电流应该具备哪些条件？应该具备哪些条件？1、前提：、前提：自发进行自发进行氧化还原氧化还原反应（有电子转移）反应（有电子转移）Cu Zn原电池中原电池中Zn片换成片换成Ag片能形成原电池吗片能形成原电池吗？CuAg 稀硫酸稀硫酸（不可以）（不
6、可以）2021/8/11 星期三82 2、电子为什么会定向移动（动力）？、电子为什么会定向移动（动力）？电子定向移动的动力：两极有电势差电子定向移动的动力：两极有电势差条件：条件：两种两种不同不同的金属的金属 （或一种金属与（或一种金属与石墨石墨）作电极）作电极,电电解质溶液解质溶液（不可以）（不可以）能形成原电池吗？（可以）（可以）2021/8/11 星期三9CuZn-整个装置形成电流的闭合回路整个装置形成电流的闭合回路负极负极正极正极电灯3、电子要定向移动还需什么条件、电子要定向移动还需什么条件?2021/8/11 星期三10原电池的构成条件：原电池的构成条件：1、能发生自发的能发生自发的
7、氧化还原反应氧化还原反应2、两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极构成电极（活泼的为负极）（活泼的为负极）3、电解质溶液电解质溶液4、构成闭合回路构成闭合回路2021/8/11 星期三11试试一一试试1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H22021/8/11 星期三12(
8、)()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+Cu2021/8/11 星期三13（不可以）（不可以）2021/8/11 星期三14CuZn-外电路：负极不断产生电子跑到正极外电路：负极不断产生电子跑到正极 电流：正极到负极电流：正极到负极负极负极正极正极电灯2021/8/11 星期三15CuZn-溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+-Zn2+H+SO42-负极负极正
9、极正极静电作用静电作用内电路：内电路：阳离子阳离子正极正极阴离子阴离子负极负极2021/8/11 星期三16铁铁棒棒铜铜棒棒2021/8/11 星期三17有下列材料有下列材料:Al条条(2片片),Cu条条(2片片),电电线线,水果水果(西红柿西红柿),电流计等电流计等,请设计请设计能使电流计转动的装置能使电流计转动的装置.2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19活动与探究二活动与探究二 如教材如教材P13图图1-8所示，向盛有所示，向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液和溶液和 30ml1.0mol/L的的ZnSO4溶液分别插入铜片和溶液分别插入铜片和锌片，连接导线和
10、电流计，观察现象。将盐桥插入两锌片，连接导线和电流计，观察现象。将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液，观察现象。只烧杯内的电解质溶液，观察现象。现象现象:电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转电流计指针发生偏转锌片变薄锌片变薄锌片变薄锌片变薄铜片变厚铜片变厚铜片变厚铜片变厚2021/8/11 星期三20根据根据Fe+Cu2+=Fe2+Cu设计一个原电设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。池，画出示意图，写出电极反应。活动与探究二活动与探究二2021/8/11 星期三21设计原电池的思路设计原电池的思路：3.画出装置示意图画出装置示意图前提：是前提：是氧化还原反应氧化还原反应1、
11、根据氧化还原反应电子转移判断根据氧化还原反应电子转移判断电电极反应极反应。2、根据电极反应确定合适的根据电极反应确定合适的电极材料电极材料和和电解质溶液电解质溶液2021/8/11 星期三22怎样能使电解质溶液连通构成原电池怎样能使电解质溶液连通构成原电池？盐桥盐桥中中一般一般装有饱和的装有饱和的KCl溶液和溶液和琼脂制成的胶冻琼脂制成的胶冻;胶冻的作用是防止管中溶液流出胶冻的作用是防止管中溶液流出;K+和和Cl-能在胶冻内自由移动。能在胶冻内自由移动。CuSO4ZnSO42021/8/11 星期三23思考：思考：1、盐桥的作用是什么？、盐桥的作用是什么？2、此电池的优点？此电池的优点？能产生
12、持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。补充电荷，使两池补充电荷，使两池溶液保持电中性。溶液保持电中性。使装置形成闭合路。使装置形成闭合路。2021/8/11 星期三24CuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO42021/8/11 星期三25 练习：练习：利用利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计一设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。个原电池，画出示意图，写出电极反应。正极：正极：2Fe32e-=2Fe2+负极：负极：Cu-2e-=Cu2+CuCCuSO4FeCl3CCu FeCl32021/8/11 星期三26(-)：Zn 2e-=Zn
13、2+(+)：2H+2e-=H2 电池反应：电池反应：Zn+2H+=Zn2+H2ZnCuH2SO4ZnSO4盐桥盐桥+3、把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出、把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式电极反应式及电池反应方程式ZnCu H2SO42021/8/11 星期三27、原电池的正负极的判断方法原电池的正负极的判断方法 微观判断微观判断（根据电子流动（根据电子流动方向方向）电子流电子流出出的极的极电子流电子流入入的极的极负极负极正极正极 较较活泼活泼的电极材料的电极材料较较不活泼不活泼的电极材料的电极材料 质量增加质量增加的电极的电极工作后工作后 质量减少质量减少
14、的电极的电极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后，有工作后，有气泡冒出气泡冒出的电极为正极的电极为正极发生发生氧化氧化反应的极反应的极发生发生还原还原反应的极反应的极宏观判断宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极 发生的反应发生的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：负极负极正极正极2021/8/11 星期三281.1.如图装置，电流表如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐渐极逐渐变粗，变粗，B B极逐渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、B B、C C应是下列各组中的哪一
15、组（应是下列各组中的哪一组（）A A、A A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸为稀硫酸 C C、A A是铁，是铁，B B是银，是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 G CABD D问题解决问题解决2021/8/11 星期三29负极：负极：2 Al+8OH6e-=2Al O2+4H2O 正极：正极：6H+6 e-=3 H2总：总：2Al+2OH+2H2O=2Al O2+3H2 稀 硫 酸负极：负极：Mg
16、2e-=Mg2+正极：正极：2H+2e-=H2总：总：Mg+2H+=Mg 2+H2 2021/8/11 星期三30、原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写1 1、确定原电池正负极，以及两极上发生反应的、确定原电池正负极，以及两极上发生反应的物质，物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应负极发生氧化反应，正极发生还原反应2 2、重视介质是否参加反应，注意两极得失电子、重视介质是否参加反应，注意两极得失电子总数相等总数相等3 3、将两极电极反应式相加即得原电池的总反应、将两极电极反应式相加即得原电池的总反应式式2021/8/11 星期三31练习：练习：1、下列关于下图所示原电池的说法正确的是
17、下列关于下图所示原电池的说法正确的是A 铝片为正极铝片为正极B 正极上有正极上有H2产生产生C Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出沉淀析出D 当转移当转移0.04 mol e-时，产生时，产生 0.01 mol O2 CuB、C 2021/8/11 星期三325.利用原电池原理设计新型化学电池；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改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；反应制取氢气；1.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；3.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极电化学保
18、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。而受到保护。如在铁器表面镀锌。原电池的主要应用：原电池的主要应用：4.解释某些化学现象解释某些化学现象2021/8/11 星期三33练习练习2.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中四种金属片进入稀盐酸中,用用导线连接导线连接,可以组成原电池可以组成原电池,实验结果如下图所示实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_ZYXW2021/8/11 星期三34(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是
19、C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：原电池原理应用：2021/8/11 星期三35(2)比较反应速率比较反应速率例例2：下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌
20、和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（D）原电池原理应用：原电池原理应用：2021/8/11 星期三36(3)比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例例3：下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)原电池原理应用：原电池原理应用：2021/8/11 星期三37(4)判断溶液判断溶液pH值变化值变化例例5：在在Cu-Zn原电池中，原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集若工作一段时间后，从装置中共收集到到 0.168L升气体，则流过导线的电子为升气体，则流过导线的电子为 mol,溶液的溶液的pH值变值变_(填填“变大变大”、“变小变小”、“不变不变”)？（溶液体积变化忽略不计）？（溶液体积变化忽略不计）变变大大0.015原电池原理应用：原电池原理应用：2021/8/11 星期三39