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课件网) 化学能和其它形式的能量是可以相互转换的,而且严格遵循能量守恒定律。 化学能与热能可通过化学反应可以直接转换,化学能与电能则必须通过一定的装置转换。 从反应物与电流的关系来区分,电化学反应过程(及其装置)可以分成两类:产生电流的反应(发生在化学电池中,是自发的,向外输送能量)和借助电流而发生的反应(发生在电解池中,有外界输入的能量推动)。 电化学应用广泛,在分析、合成领域应用广泛,由此形成的工业也很多,如电解、电镀、电冶金、电池制造等。 电化学 electrochemistry 形形色色的电池 种类繁多的用电器 组织建设 第一节 原电池 第四章 电化学基础 发生氧化反应 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 发生还原反应 2H++2e-=H2↑ 阴离子移向 阳离子移向 负极 正极 【正极反应】2H++2e-=H2↑ 【负极反应】Zn-2e- =Zn2+ 【电池总反应】Zn+2H+=Zn2++H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (离子方程式) (化学方程式) 【电极反应】 (氧化反应) (还原反应) 1.原电池工作原理 一、Cu-H2SO4(aq)-Zn原电池(必修2-单液池) 【实验现象1】锌片溶解、铜片附近有气泡产生,电流计指针偏转。(理论) 【实验现象2】锌片溶解(有少量气泡)、铜片附近有气泡产生,电流计指针偏转。(实际-纯锌) 【实验现象3】锌片溶解(有大量气泡)、铜片附近有气泡产生,电流计指针偏转。(实际-含杂质粗锌) 2.原电池实验现象 3.原电池的改进 左图是原电池,如果用它做电源,效率比较低,时间稍长电流就很快减弱,不适合实际应用。 (1)这是什么原因造成的呢? (2)有没有什么改进措施? A CuSO4 锌片 铜片 还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 能产生电流吗?为什么?怎么解决? (1)盐桥的成分:饱和的KCl溶液和琼脂 (2)盐桥的作用: ①可使由它连接的两溶液保持电中性。 ②保障整个电路闭合,维持反应进行。 ③转移离子,沟通内电路。 认识盐桥 【实验4-1】装置如图4-1所示,用一个充满电解质溶液的盐桥,装置有锌片的 ZnSO4溶液和铜片用导线连接,并在中间串联一个电流表,观察有什么现象发生。 取出盐桥,又发生了什么现象? 原电池工作原理示意图 电子导体 离子导体 相同点:氧化还原反应原理;两个电极;都能产生电流;外电路均 是电子的定向移动, 内电路均是离子的定向移动。 不同点:1.两个半反应在同一区域进行,电流不稳定。 2.两个半反应在不同区域进行,电流持续、稳定。 二、(盐桥)双液原电池的工作原理 (1)把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行 锌半电池 铜半电池 (2)原电池的正负极的判断 (3)电解质溶液和电极材料的选择 烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子 原电池正负极的判断 判断依据 电子流向 电流流向 离子移向 电极反应 电极现象 电极材料 负极 正极 较活泼金属 较不活泼金属(非金属) 电子流出 电子流入 电流流入 电流流出 阴离子移向 阳离子移向 氧化反应 还原反应 电极减轻 电极增重或有气泡产生 【小试牛刀】依据氧化还原反应:
设计的原电池如图所示。请回答下列问题: (1) 电极 的材料是_____;电解质溶液 是_____。
溶液 (2) 银电极为电池的_____极,发生的电极反应为_____; 电极上发生的电极反应为_ _____。 正
(或
)
(3) 外电路中的电子从_____电极流向_____电极。
(或负)
(或正) 判断右边原电池的正、负极,并写出电极反应式。 负极: Cu-2e-=Cu2+ 正极: 2Fe3+ +2e-=2Fe2+ Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 先写出总反应: 拆成离子方程式: Cu+2Fe3+=Cu2+ ... ...