《化學反應原理》魯教版原電池的工作原理.ppt

普通干電池,鈕扣電池,筆記本電腦 專用電池,攝像機 專用電池,“神六”用 太陽能電池,手機電池,第3節(jié) 化學能轉(zhuǎn)化為電能電池,學習目標： 1、分析銅鋅原電池，了解原電池的工作原理，了解根據(jù)電極反應和電流的方向判斷原電池正極、負極的方法，以及電極反應的概念。 2、了解幾種重要的化學電源，掌握原電池的實際應用。 3、分析銅鐵接觸形成原電池而發(fā)生腐蝕的例子，了解金屬腐蝕的電化學原理以及防護的原則。 4、通過學習，進一步從能量的角度理解化學科學對人類生活的重要貢獻。,第3節(jié) 化學能轉(zhuǎn)化為電能電池,原電池的工作原理,溫故知新,原電池的工作原理,溫故知新,1、原電池：把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。,2、構(gòu)成原電池的條件,（1）有二種活潑性不同的金屬（或金屬與非金屬） 做電極； （2）兩電極在電解質(zhì)溶液中； （3）形成閉合回路; （4）有自發(fā)的氧化還原反應。,原電池的工作原理,練習,判斷下列裝置是否能形成原電池？,A,B,C,D,E,F,原電池的工作原理,自主探究1,實驗1. 將鋅片加入CuSO4溶液中，測量溶液溫度的變化，分析能量變化的情況。記錄實驗1的現(xiàn)象和結(jié)論。,現(xiàn)象：,鋅片溶解,有紅色物質(zhì)析出,溫度計顯示溫度迅速上升.,結(jié)論（反應的實質(zhì)）：,Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu,在實驗1中：,鋅原子失去電子直接轉(zhuǎn)移給Cu2+,原電池的工作原理,自主探究1,實驗2. 如果鋅片加入CuSO4溶液的反應是放熱反應， 請設(shè)計實驗將該反應釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能并 實施你所設(shè)計的實驗。,試劑和儀器：CuSO4溶液，鋅片，銅片，溫度 計，檢流計，導線，大燒杯。,思考并設(shè)計實驗方案，預測實驗2的現(xiàn)象和結(jié)論。,原電池的工作原理,實驗2. 如果鋅片加入CuSO4溶液的反應是放熱反應， 請設(shè)計實驗將該反應釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能并 實施你所設(shè)計的實驗。,自主探究1,現(xiàn)象：,結(jié)論：,鋅片溶解而變細,銅上有紅色物質(zhì)析出,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,在實驗2中：,鋅原子失去的電子沿導線定向移動到銅電極，而在溶液中陰陽離子發(fā)生了定向移動，從而構(gòu)成閉合回路。,原電池的工作原理,A,鋅,e-,e-,銅,SO42-,Cu2+,SO42-,Cu2+,Cu2+,Zn2+,Cu2+,Cu2+,SO42-,CuSO4溶液,Cu2+,SO42-,e-,e-,e-,e-,+,思考與討論,該電池的電子流向？電極反應？,原電池的工作原理,原理分析：,負極: 氧化反應 正極： 還原反應,1、電極反應,Zn-2e- Zn2+,Cu2+2e- Cu,鋅片失去電子，銅離子得到電子，兩極之間溶液離子的定向移動和外部導線中電子的定向移動，構(gòu)成閉合回路，使兩個電極反應不斷進行，發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流。,總反應：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu,原電池的工作原理,思考,原電池中電極反應的反應物一定來源于電極材料和電解質(zhì)溶液嗎？,原電池的工作原理,思考：,下列裝置能否實現(xiàn)化學能向電能的轉(zhuǎn)化？如果不行，將如何改進使其形成原電池？,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,原電池的工作原理,思考：,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,鹽橋：在U形管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊膠作成的凍膠。,改進的裝置：,原電池的工作原理,交流研討：,1、在鹽橋插入之前，檢流計指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？ 2、在鹽橋插入之后，檢流計指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？ 3、左右燒杯中各發(fā)生了什么反應？ 4、該裝置與普通鋅銅原電池相比，有什么不同的地方？,半電池：包括電極材料和電解質(zhì)溶液，兩個隔離的半電池通過鹽橋連接起來。,原電池的工作原理,鹽橋的作用：使Cl-向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移 動，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子 不斷從Zn極流向Cu極，使電流持續(xù)傳導。,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,總反應：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu,原電池的氧化反應和還原反應分別在兩個電極上進行，兩個原電池裝置本質(zhì)上是完全相同的。,電池反應,原電池的工作原理,練習：,為獲得較長時間的穩(wěn)定電流,如何將由“Zn-稀H2SO4-Cu”組成的原電池（如左下圖）進行簡單改裝？,1、將A、B、C、D四塊不同的金屬片浸入稀硫酸，導線兩兩相連可組成原電池。若A、B相連形成原電池時，A為負極，C、D相連形成原電池時，C為負極，A、C相連形成原電池時，C極有大量的氣泡產(chǎn)生，D、B相連形成原電池時，B極有大量的氣泡產(chǎn)生。則這四種金屬的活動性由大到小的順序是（ ） A、CABD B、ABCD C、ACDB D、DBAC,C,3、下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是（ ） A把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡 B用鋅片做陽極，鐵片做做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅 C把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵 D把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快,C,第3節(jié) 化學能轉(zhuǎn)化為電能電池,電池 化學能轉(zhuǎn)化為電能,裝置： 原電池,電極反應