原电池的设计及应用

会计学1原电池的设计及应用[学习目标]1、复习巩固原电池的构成条件、工作原理；2、通过一系列设计制作原电池的活动，更深刻地认识原电池的构造特点和工作原理，更熟练正确地书写电极反应式。第1页/共42页第2页/共42页一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因：由于金和铁（钢的主要成分）是活动性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成原电池，产生微小的电流，使得格林太太头痛。因此，必须换掉其中一颗假牙。第3页/共42页构成原电池一般条件：(1)两电极(2)电解质溶液(3)形成闭合回路两活泼性不同的导电 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 第4页/共42页请用铜、锌、硫酸溶液制作原电池，并检测出电流。注意观察现象，给出合理的解释动手设计第5页/共42页氧化反应Zn-2e-=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失e-,沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子负极正极总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑(离子方程式）复习原电池的工作原理原电池工作原理相当于将自发的氧化、还原两反应分割在正负两极同时、不同地进行，电子从负极定向流入正极，从而产生道路电流。原电池的作用是将化学能转化为电能。因此，理论上任何一个自发的氧化还原反应都可以分割为两半反应，设计为原电池。第6页/共42页Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可设计成铜、锌原电池,那么能否根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu也设计一个铜、锌原电池呢?设计一所选用电解质溶液___________该原电池的负极____，负极反应____________正极____，正极反应____________GCAB（注意：A、B原电池即以A、B为电极材料。）CuSO4溶液ZnZn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuCu第7页/共42页除Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Cu2+=Zn2++Cu两反应外,若保持电极材料不变，通过改变电解质溶液,你能再设计一个铜.锌原电池吗?设计二现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精总反应式：________________________选用的电解质溶液为___________相应的半反应：负极_______________正极_______________Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+FeCl3溶液Zn-2e-=Zn2+2Fe3++2e-=2Fe2+第8页/共42页根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu已经设计出了铜、锌原电池，若保持总反应不变,通过改变电极材料,你能设计出别的原电池吗？设计三GZnCu硫酸铜负极_____负极反应____________正极_____正极反应____________选用的电解质溶液_____________ZnZn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuC或FeCuSO4溶液现有电极材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片第9页/共42页设计四现在拓宽范围，请你利用所提供的试剂、材料设计各种原电池。（不能与前面的设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 雷同，即避免再设计铜、锌原电池和总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu的原电池）总反应______选用的电解质溶液____正极材料____正极反应____________负极材料____负极反应____________请大家动脑想一想现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精现有电极材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片第10页/共42页变形设计原电池的两极是否一定要插入同一池内?CuSO4ZnCuZnSO4左图原电池中:负极__负极反应___正极__正极反应___总反应________ACAB原电池要形成闭合回路，往往是将两电极插入同一池内第11页/共42页GCAB设计五请用镁、铝作电极,设计一个原电池所用电解质溶液________负极____负极反应___________正极____正极反应___________总反应_______________现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精H2SO4溶液MgMg-2e-=Mg2+2H++2e-=H2↑AlMg+2H+=Mg2++H2↑第12页/共42页GCAB设计五请用镁、铝作电极,设计一个原电池所用电解质溶液________负极___负极反应________________正极___正极反应___________总反应________________________现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精NaOH溶液Mg2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O6H2O+6e-=3H2↑+6OH-Al2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑从以上两种镁、铝原电池中,你对原电池负极的判断有什么认识？第13页/共42页GCAB反思原电池一定要有活泼性不同的两电极吗？不一定。因为原电池的电极材料本身可以不参加反应，而只起到导电和做载体的作用。例如燃料电池。第14页/共42页应用为省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液；直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器（用品），以巧妙的构思，“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：⑴甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部（铜与锌不接触），小心向烧杯中加入稀硫酸，观察到的现象是　。甲同学的设计思路是　。（1）锌片上有气泡产生，铜片上无气泡。锌能置换出酸中的氢而铜不能。第15页/共42页为省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液；直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器（用品），以巧妙的构思，“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：应用⑵乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加　　溶液，进而观察到的现象是　，　　。乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱所依据的原理是　，　　　。（2）CuSO4溶液。锌片上有红色铜析出，锌片上产生气泡的速率明显加快。活泼金属可将不活泼金属从其盐溶液中置换出来，Zn、Cu,稀硫酸组成原电池，Zn为负极。第16页/共42页（3）2CuSO4+2H2O　2Cu+O2↑+2H2SO4阴极上有红色铜析出。为省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液；直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器（用品），以巧妙的构思，“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：应用⑶丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置，向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂（作为电解液）。反应在调控下随即开始，实验中有关化学反应方程式为　　　。获得的实验明显现象是。电解第17页/共42页为省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液；直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器（用品），以巧妙的构思，“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：应用⑷请你再单独设计一个简单的实验（试剂、仪器自选），探究和证实锌和铜的金属活动性的相对强弱（简要说明操作和现象）　　　　。（4）分别取一小片铜片与锌片于试管中，向试管中加入少量的棕黄色的溶液，稍待，溶液的棕黄色褪去得一近乎无色溶液。第18页/共42页1、拆：将已知氧化还原反应拆分成两个电极反应。2．结合电极反应找正负极材料和合理的电解质溶液。设计原电池总结:3、按要求画出原电池装置图。还原剂+氧化剂=氧化产物+还原产物拆：还原剂-ne_=氧化产物氧化剂+ne_=还原产物（—）（+）（电解质溶液）活泼性差的导体-+电解质溶液第19页/共42页挑战:现有铜片、盐酸、碳棒，其它仪器任选，（1）能否设计成原电池？说明原因。（2）设计实验使铜与盐酸反应生成氢气，画出示意图。练习:.某高中化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 如下：第20页/共42页编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀硫酸偏向Al2Al、Cu稀硫酸偏向Cu3Al、石墨稀硫酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al试根据上表中的实验现象回答下列问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：1、实验1、2的Al所做的电极是否相同？答：______________。第21页/共42页编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀硫酸偏向Al2Al、Cu稀硫酸偏向Cu3Al、石墨稀硫酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al2、写出实验3的电极反应式和电池总反应方程式。铝为()________；石墨为()________；电池总反应：_______________________。第22页/共42页编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀硫酸偏向Al2Al、Cu稀硫酸偏向Cu3Al、石墨稀硫酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al3、实验4中的铝做正极还是负极？答：________，为什么？答：_________。写出铝电极的电极反应式____________________。第23页/共42页4、解释实验5中电流计指针偏向铝的原因________。5、根据实验结果总结：在原电池中金属铝做正极还是做负极受到哪些因素的影响？编号电极材料电解质溶液电流计指针偏转方向1Mg、Al稀硫酸偏向Al2Al、Cu稀硫酸偏向Cu3Al、石墨稀硫酸偏向石墨4Mg、AlNaOH溶液偏向Mg5Al、Zn浓硝酸偏向Al第24页/共42页练习12（07山东）：铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正负极，并写出电极反应式。第25页/共42页小结1、原电池的本质；2、原电池的概念、原电池能量变化；3、原电池的构成条件；4、原电池判定方法；5、原电池原理（总反应、电极名称、电子流向、电极反应类型，电极反应、总反应与电极反应的关系、离子流向等）；6、原电池正负极判定；7、电极反应式书写；8、原电池设计；重点重点第26页/共42页第27页/共42页随堂检测1、把金属甲和乙分别插入稀硫酸中，观察到金属甲表面有气泡产生，金属乙表面无气泡产生，此实验说明甲的金属活动性比乙的；若把这两种金属用导线连接后平行插入稀硫酸中，则可观察到金属的表面有气泡产生，一段时间后金属的质量减少。第28页/共42页2、已知氧化还原反应Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。CuCl2FeCl3ACuC正极：负极：总反应：Cu－2e-＝Cu2+2Fe3++2e-＝2Fe2+2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+第29页/共42页4.为获得较长时间的稳定电流,如何将必修2中由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？ZnSO4H2SO4AZnCuCuZnH2SO4A第30页/共42页电化腐蚀的因素探究在前面的实验中，大家有没有留意到不同的原电池产生的电流有大有小，这种差异传达了什么信息？现在就请大家设计方案，用实验事实来说明影响铁的电化腐蚀的因素有哪些？提示:设计几组对比实验,用电流大小来说明金属中使用最广泛的莫过于钢铁了，但由于铁自身不能形成致密的氧化膜，我国每年因腐蚀而损失的铁占钢铁年产量的十分之一，这是一个非常惊人的数目。那你知道影响铁的电化腐蚀的因素有哪些吗？金属的腐蚀包括哪两种？哪种腐蚀最常见也最严重？第31页/共42页电化腐蚀的因素探究1、电解质溶液相同时，正负极材料活泼性差异越大,产生的电流越大，铁的腐蚀也越严重。如电解质溶液为CuSO4溶液时:负极正极电流大小Fe铜棒小碳棒大第32页/共42页电化腐蚀的因素探究2、正极材料相同时，电流大小与电解质溶液的性质（种类、浓度）有关。以Cu-Fe原电池为例电解质溶液电流大小原电池总反应1mol/L硫酸溶液大Fe+2H+=Fe2++H21mol/LNaCl溶液小2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2酒精无电解质溶液电流大小1mol/L硫酸溶液大极稀的硫酸溶液小第33页/共42页电化学防腐1、原电池原理：牺牲阳极的阴极保护法2、电解池原理：与电源负极相连的阴极保护法第34页/共42页1.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（）A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液GCABD问题解决第35页/共42页2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气,制得在6500C下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式阳极反应式:2CO+2CO32--4e-==4CO2阴极反应式_______________________总反应式_______________________问题解决O2+2CO2+4e-2CO32-2CO+O22CO2第36页/共42页3.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连结起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入Ｂ的盐溶液里，无明显变化。如果把铜盐浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是：（）（A）DCAB（B）DABC（C）DBAC（D）BADCB问题解决第37页/共42页[制作电池]：若能形成原电池，想一想，为什么？请同学们课后用镁条、锌片、铜片、番茄、桔子等和若干导线组成原电池，用音乐卡测试能否产生电流。请尝试怎样才能使音乐卡更响。[社会调查]：调查市场上常见的化学电池的种类，讨论它们的工作原理、生产工艺和回收价值。课后实践[ 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 电池]：请找出不同的废旧电池进行解剖，找出正负极材料，写出电极反应和总反应。第38页/共42页第39页/共42页生活中我们常使用各种各样的电池。电子表、电子计算器、MP3、随身听、手掌机、数码相机、电动玩具、电瓶车、摩托车、汽车、助听器、心脏起搏器、宇宙飞船、人造卫星等。第40页/共42页Bye!第41页/共42页