【课件】原电池_化学_高中.ppt

实验探究：方案改进 双液原电池电极反应 总结： * 第四章 电化学基础 第一节 原 电 池 1786年，意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时，两手分别拿着不同的金属器械，无意中同时碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激，而只用一种金属器械去触动青蛙，却并无此种反应。伽伐尼认为，出现这种现象是因为动物躯体内部产生的一种电，他称之为“生物电”。伽伐尼于1791年将此实验结果写成论文，公布于学术界。 小故事： 伽伐尼的新发现引起了整个学术界的轰动。意大利物理学家伏特重复做了伽伐尼的实验后，对他的实验结果提出了质疑，并提出了自己的观点…... 伽伐尼 意大利医生和动物学家 亚历山德罗·伏特 意大利物理学家 判断下列装置哪些属于原电池 H2SO4 Zn Zn （1） 石墨 石墨 H2SO4 （2） H2SO4 Zn 石墨 （3） Zn Cu H2SO4 （4） （5） ? ? ? ? CuSO4 Zn Cu ? （6） C2H5OH Zn Cu ? Zn Cu ZnSO4 CuSO4 （7） ? 组成原电池的条件 能自发进行氧化还原反应。 （1）有两种活泼性不同的金属（或一种是能导电非金属单质）作电极。 （2）电解质溶液。 （3）两极相连形成闭合电路。 （两极一液成回路，氧化还原是中心） 请根据反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计一个原电池装置，简要画出装置图，并标出电极材料和电解质溶液及电子流向,写出电极反应方程式及反应类型. 正极（铜电极）： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应） 负极（锌电极）： Zn - 2e- = Zn2+（氧化反应） 电池反应： Cu2++Zn=Zn2++Cu CuSO4 溶液 e- — + 实验探究一：将铜片和锌片用导线相连，并串联一个电流计，插入硫酸铜溶液中，观察并记录实验现象。 实验步骤： 1.用砂纸打磨铜片、锌片。 2.将锌片、铜片分别通过导线与电流表连接。 3.将锌片、铜片平行插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。 4.观察并记录实验现象 实验仪器：锌片 铜片 电流表 导线 1mol/L硫酸铜溶液 电解槽 CuSO4 溶液 e- — + 1.电流表指针偏转； 2.铜片上有铜析出； 3.锌片质量逐渐减小。 实际操作的实验现象 理论上的实验现象 理论与现实的差别 1.电流表指针偏转； 2.铜片上有铜析出，锌片上附着黑色物质； 3.反应一段时间后电流表指针归零。 理论上应看到只有在铜片上有铜析出，但实际上锌片上也有铜产生，这是什么原因导致的呢？ 经过一段时间，电流表指针变得不稳定，又作何解释？ 最终又会造成什么后果？怎样避免和克服呢？ 想一想 CuSO4 溶液 造成的主要原因： 对锌铜原电池工作原理的进一步探究 由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不在构成原电池了，也就没有电流在产生。 为了避免上述现象，我们应该怎样做？ CuSO4 溶液 CuSO4 溶液 为了避免发生这种现象，请结合教材P71页内容改进实验方案，能否解释它的工作原理？ 单池 改进 分池 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂作成的冻胶。 小知识 实验探究二 实验仪器：铜片 锌片 导线 电流表 1mol/L硫酸铜溶液 1mol/L硫酸锌溶液 盐桥 电解槽2个 实验步骤： 1.将铜片与锌片用导线连接，中间串联一个电流表； 2.将铜片插入硫酸铜溶液中，锌片插入硫酸锌溶液中； 3.将盐桥插入两溶液中； 4.观察并记录实验现象 实验三（书71页实验4-1） 实验探索 实验现象： 有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。并且电流表指针稳定。 取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。 分析：盐桥作用是什么？改进后的装置是否能够持续、稳定的产生电流？ 盐桥的作用： （1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。 得出结论 （2）平衡电荷。 原电池是由两个半电池组成的；半电池包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥和导线连接起来。半电池中的反应就是半反应即电极反应。所以半电池又叫电极。 CuSO4 溶液 　　　 SO42－ Zn2+ e－ e－ SO42－ Cu2+ Cu Zn K+ Cl－ K+ Cl－ 双液原电池工作原理