第一篇:高中化學(xué)《原電池》教案2 新人教版選修4
第一節(jié) 原電池
教學(xué)目標(biāo): 知識(shí)與技能:
1、了解原電池原理;
2、掌握原電池正、負(fù)極的判斷及構(gòu)成原電池的條件;
3、理解銅鋅原電池的原理與結(jié)構(gòu),初步學(xué)會(huì)制作水果電池。過程與方法:
1、培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論的科學(xué)方法;
2、培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力;
3、培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀:
感悟研制新型電池的重要性以及化學(xué)電源可能會(huì)引起的環(huán)境問題,初步形成較為客觀、正確的能源觀,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn):原電池原理 教學(xué)難點(diǎn):原電池設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:
鐵片、鋅片、銅片、稀硫酸、電流計(jì)、帶夾子的導(dǎo)線若干、燒杯、試管、酒精、橘子、小燈泡、碳棒、CuSO4溶液。課時(shí)安排:1課時(shí) 教學(xué)方法:
利用演示實(shí)驗(yàn),啟發(fā)學(xué)生的思維 實(shí)驗(yàn)——思考——討論——總結(jié) 教學(xué)過程:
[引言]我們已經(jīng)知道,鐵是比較活潑的金屬,能溶于稀硫酸;而銅是不活潑的金屬,不能溶于稀硫酸,下面我們先來觀察兩組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
[實(shí)驗(yàn)演示]①把鐵片與銅片分別插入盛有銹硫酸的燒杯中;
②把鐵片與銅片用導(dǎo)線連接后,插入盛有稀硫酸的燒杯中,讓學(xué)生觀察回答現(xiàn)象。[學(xué)生回答]在燒杯中分別插入一根鐵片或銅片后,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片上沒有;
把鐵片與銅片連接后放入燒杯,銅片上有氣泡放出,而鐵片逐漸溶解,但無氣泡。
[討論]為什么銅片上會(huì)有氣泡生成? [學(xué)生回答]H在銅片上得到了電子。
[設(shè)問]同學(xué)們推測(cè)的非常正確,但我們必須清楚,H在銅片上得到的電子是銅本身提供的還是從鐵絲上傳過來的呢?這又是為什么呢?這一節(jié)我們就來揭穿其中的奧妙。[板書]第一節(jié) 原電池
[實(shí)驗(yàn)探究]下面請(qǐng)同學(xué)們做如下實(shí)驗(yàn):
①將鋅片與銅片平行插入盛有稀硫酸的燒杯里; ②用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來;
③在導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流計(jì),讓學(xué)生認(rèn)真觀察,回答實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。[學(xué)生回答]①鋅片逐漸溶解,且鋅片上有氣泡產(chǎn)生,銅片上無氣泡產(chǎn)生; ②銅片上有氣泡,而鋅片上沒有氣泡,但鋅片仍在溶解; ③電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
[教師]很好,電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明導(dǎo)線中有電流通過。那么電流是如何產(chǎn)生的呢?我們來思考下面幾個(gè)問題: [投影]①形成電流的條件是什么?
②在該體系中,電子從哪里來,到哪里去?
③鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后,插入稀硫酸中,Cu片上為什么有氣泡產(chǎn)生? ④鋅片的質(zhì)量有無變化?溶液中c(H)如何變化?
⑤從能量變化的角度分析這是什么裝置?寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式。(分小組回答后教師板書補(bǔ)充)
[講述]以上實(shí)驗(yàn)早在1799年就被意大利物理學(xué)家伏打捕捉并加以研究,于是發(fā)明了世界上第一個(gè)原電池——伏打電池。
[板書]
1、原電池:將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
[過渡]那么原電池的正負(fù)極如何確定呢?首先同學(xué)們想一想常見的干電池哪一極是負(fù)極,哪一極是正極?
[學(xué)生回答]干電池是鋅筒為負(fù)極,有銅帽的碳棒為正極。
[講述]根據(jù)物理上的規(guī)定,電子流出的極是 極,電子流入的極是 極,那么正負(fù)極發(fā)生了什么反應(yīng)?電子流向與電流方向是否一致?
+
++ 2
[講述]由以上分析可以看出,原電池是通過氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化的。請(qǐng)同學(xué)們寫出剛才用銅、鋅和稀硫酸組成的原電池的兩極反應(yīng)式和電池的總反應(yīng)方程式。
[學(xué)生練習(xí)]負(fù)極:Zn—2e=Zn 正極:2H+2e=H2↑
總反應(yīng)方程式:Zn+H= Zn+ H2↑ 請(qǐng)同學(xué)們討論一下裝置是否為原電池?
+
2+
—
2+
+
—
[引導(dǎo)]通過電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況分析以上裝置哪些可形成原電池,并結(jié)合所給裝置圖來分析組成原電池的條件和原理。(學(xué)生討論后回答教師板書)[板書]原電池的形成條件
(1)有活潑性不同的兩種金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體,如石墨)作電極;
(2)要有電解質(zhì)溶液;
(3)要形成閉合回路。
[投影練習(xí)]下列裝置能形成原電池的是()
答案:CD [講述]具備了以上條件,就能構(gòu)成原電池。我們可用梨、西紅柿、鐵絲、鋁絲、鉛筆等構(gòu)成原電池,我們不妨自己試驗(yàn)一下。[思考]什么類型的化學(xué)反應(yīng)可設(shè)計(jì)成原電池?
[小結(jié)]常溫下可自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池。[練習(xí)]給出下列物質(zhì)可設(shè)計(jì)出幾組原電池? Zn、Cu、C稀硫酸、AgNO3溶液
教學(xué)反思:
本節(jié)課充分利用實(shí)驗(yàn),改教為導(dǎo),變學(xué)為思,不僅可以加深學(xué)生對(duì)原電池的理解,而且可以促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思維,自求理解從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,活躍了課堂氣氛,收到了較好的效果。
這是一節(jié)典型的實(shí)驗(yàn)探究課。通過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生一個(gè)奇怪的問題:銅的表面竟然出現(xiàn)了氣泡,學(xué)生非常樂于思考這樣的難題。他們絞盡腦汁,提出五花八門的“合理”假設(shè):銅片不純;硫酸中有雜質(zhì),雜質(zhì)與Cu反應(yīng);鋅失去的電子跑到銅上。當(dāng)對(duì)這些假設(shè)進(jìn)行討論時(shí),有贊成有反對(duì),贊成派會(huì)陳述贊成的理由,反對(duì)派會(huì)提供反駁的證據(jù),課堂氣氛熱烈,學(xué)生思維處于亢奮。經(jīng)過一番交鋒后,同學(xué)們的意見趨于一種最合理的假設(shè),此時(shí)再放手讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè),學(xué)生情緒回落平靜,個(gè)個(gè)靜靜地思考,一絲不茍地做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了假設(shè)的正確性。再通過問題串,步步引領(lǐng)學(xué)生揭開電流產(chǎn)生的秘密。
第二篇:人教版高中化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》教案:4.1 原電池
§4.1 原電池
二、探究重點(diǎn)
初步認(rèn)識(shí)原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。
三、探究難點(diǎn)
通過對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的研究,引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì),以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。
四、教學(xué)過程
§4.1 原電池
一、原電池實(shí)驗(yàn)探究
(1)原電池概念:學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
在原電池裝置中只能發(fā)生怎樣的化學(xué)變化?
+2+ Zn+2H=Zn+H2↑
為什么會(huì)產(chǎn)生電流呢?
其實(shí)鋅和稀硫酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),有電子的轉(zhuǎn)移,但氧化劑和還原劑熱運(yùn)動(dòng)相遇發(fā)生有效碰撞電子轉(zhuǎn)移時(shí),由于分子熱運(yùn)動(dòng)無一定的方向,因此電子轉(zhuǎn)移不會(huì)形成電流,而通常以熱能的形式表現(xiàn)出來,激烈的時(shí)候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講,一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),若能設(shè)法使氧化與還原分開進(jìn)行,讓電子的不規(guī)則轉(zhuǎn)移變成定向移動(dòng),便能形成電流。所以原電池的實(shí)質(zhì)就是將氧化還原的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)形成電流。
(2)實(shí)質(zhì):將一定的氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的形式釋放。
問:那么這個(gè)過程是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?我們來看原電池原理的工作原理。
(3)原理:(負(fù)氧正還)
問:在鋅銅原電池中哪種物質(zhì)失電子?哪種物質(zhì)得到電子? 學(xué)生:活潑金屬鋅失電子,氫離子得到電子
問:導(dǎo)線上有電流產(chǎn)生,即有電子的定向移動(dòng),那么電子從鋅流向銅,還是銅流向鋅? 學(xué)生:鋅流向銅
講:當(dāng)銅上有電子富集時(shí),又是誰得到了電子? 學(xué)生:溶液中的氫離子
講:整個(gè)放電過程是:鋅上的電子通過導(dǎo)線流向用電器,從銅流回原電池,形成電流,同時(shí)氫離子在正極上得到電子放出氫氣,這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因。
講:我們知道電流的方向和電子運(yùn)動(dòng)的方向正好相反,所以電流的方向是從銅到鋅,在電學(xué)上我們知道電流是從正極流向負(fù)極的,所以,鋅銅原電池中,正負(fù)極分別是什么? 學(xué)生:負(fù)極(Zn)正極(Cu)
實(shí)驗(yàn):我們用干電池驗(yàn)證一下我們分析的正負(fù)極是否正確!講:我們一般用離子反應(yīng)方程式表示原電池正負(fù)極的工作原理,又叫電極方程式或電極反應(yīng)。一般先寫負(fù)極,所以可表示為:
2+ 負(fù)極(Zn):Zn-2e=Zn(氧化)
+ 正極(Cu):2H+2e=H2↑(還原)
講:其中負(fù)極上發(fā)生的是氧化反應(yīng),正極上發(fā)生的是還原反應(yīng),即負(fù)氧正還。注意:電極方程式要①注明正負(fù)極和電極材料 ②滿足所有守衡
+2+ 總反應(yīng)是:Zn+2H=Zn+H2↑ 講:原來一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)通過一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規(guī)則的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)就形成了原電池。
轉(zhuǎn)折:可以看出一個(gè)完整的原電池包括正負(fù)兩個(gè)電極和電解質(zhì)溶液,及導(dǎo)線。那么銅鋅原電池中的正負(fù)極和硫酸電解質(zhì)能否換成其他的物質(zhì)呢? 學(xué)生:當(dāng)然能,生活中有形形色色的電池。過渡:也就是構(gòu)成原電池要具備怎樣的條件?
二、原電池的構(gòu)成條件
1、活潑性不同的兩電極
2、電解質(zhì)溶液
3、形成閉合回路(導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液
4、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(本質(zhì)條件)思考:鋅銅原電池的正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)?保證鋅銅原電池原理不變,正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)?(C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等)問:鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎? 判斷是否構(gòu)成原電池,是的寫出原電池原理。
(1)鎂鋁/硫酸;鋁碳/氫氧化鈉;鋅碳/硝酸銀 ;鐵銅在硫酸中短路;鋅銅/水;鋅鐵/乙醇;硅碳/氫氧化鈉
(2)[鋅銅/硫酸(無導(dǎo)線);碳碳/氫氧化鈉] 若一個(gè)碳棒產(chǎn)生氣體11.2升,另一個(gè)產(chǎn)生氣體5.6升,判斷原電池正負(fù)極并求鋅片溶解了多少克?設(shè)原硫酸的濃度是1mol/L,體積為3L,求此時(shí)氫離子濃度。
(3)銀圈和鐵圈用細(xì)線連在一起懸在水中,滴入硫酸銅,問是否平衡?(銀圈下沉)
(4)Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4鹽橋(充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂)
(5)鐵和銅一起用導(dǎo)線相連插入濃硝酸中
鎂和鋁一起用導(dǎo)線相連插入氫氧化鈉中
思考:如何根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理來設(shè)計(jì)原電池呢?
2+2+請(qǐng)將氧化還原反應(yīng) Zn + Cu = Cu + Zn設(shè)計(jì)成電池:
硫s硫酸銅
硫酸
硫酸銅
此電池的優(yōu)點(diǎn):能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。其中,用到了鹽橋 什么是鹽橋?
鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍,膠凍的作用是防止管中溶液流出。鹽橋的作用是什么?
可使由它連接的兩溶液保持電中性,否則鋅鹽溶液會(huì)由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電,銅鹽溶液會(huì)由于銅的析出減少了Cu2+而帶上了負(fù)電。
鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移,使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進(jìn)行。
導(dǎo)線的作用是傳遞電子,溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。
三、原電池的工作原理:
正極反應(yīng):得到電子(還原反應(yīng))負(fù)極反應(yīng):失去電子(氧化反應(yīng))總反應(yīng):正極反應(yīng)+負(fù)極反應(yīng)
想一想:如何書寫復(fù)雜反應(yīng)的電極反應(yīng)式? 較繁電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式-簡(jiǎn)單電極反應(yīng)式
例:熔融鹽燃料電池具有高的放電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合0物作電解質(zhì),CO為負(fù)極燃?xì)?,空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì)猓阎频迷?50C下工作的燃料電池,試完成有關(guān)的電極反應(yīng)式: ? 負(fù)極反應(yīng)式為:2CO+2CO3-4e-=4CO2
2-正極反應(yīng)式為:2CO2+O2+4e-=2CO3 電池總反應(yīng)式:2CO+O2=2CO2
四、原電池中的幾個(gè)判斷 1.正極負(fù)極的判斷:
正極:活潑的一極 負(fù)極:不活潑的一極 思考:這方法一定正確嗎? 2.電流方向與電子流向的判斷
電流方向:正→負(fù) 電子流向:負(fù)→正 電解質(zhì)溶液中離子運(yùn)動(dòng)方向的判斷
陽離子:向正極區(qū)移動(dòng) 陰離子:向負(fù)極區(qū)移動(dòng) 練習(xí):下列哪些裝置能構(gòu)成原電池?
練習(xí):
某原電池的總反應(yīng)的離子方程式為:
3+2+ 2Fe+Fe == 3Fe,不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池組成是()
A、正極為銅,負(fù)極為鐵,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液 B、正極為碳,負(fù)極為鐵,電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液 C、正極為鐵,負(fù)極為鋅,電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液 D、正極為銀,負(fù)極為鐵,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 練習(xí):
宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池,其電池反應(yīng)為2H2+O2=2H2O,電解質(zhì)溶液為KOH,反應(yīng)保持在高溫下,使H2O蒸發(fā),正確敘述正確的是:()A.H2為正極,O2為負(fù)極
-B.電極反應(yīng)(正極):O2+2H2O+4e-=4OH
-C.電極反應(yīng)(負(fù)極):2H2+4OH=4H2O-4e-D.負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng) 練習(xí):
下列關(guān)于原電池的敘述正確的是()
A、構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬 B、原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置
C、原電池中電子流出的一極是負(fù)極,該極被還原 D、原電池放電時(shí),電流的方向是從負(fù)極到正極
第三篇:高中化學(xué) 第四章 第一節(jié) 原電池(第2課時(shí))學(xué)案 新人教版選修4
第四章電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié) 原電池
一、學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、學(xué)習(xí)原電池的工作原理。
2、能寫出其電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。
二、課時(shí)安排:共1課時(shí)
三、課前自主學(xué)習(xí)內(nèi)容:
(一)原電池原理
1、原電池形成的條件
(1)兩個(gè)活潑性 的電極,二者(如相互接觸)或 相連,插入 中。
(2)形成 回路。
(3)總反應(yīng)為能自發(fā)發(fā)生的 反應(yīng)。
2、正極、負(fù)極的判斷
3、電極反應(yīng)式的書寫和電荷移動(dòng)方向(1)電極反應(yīng)式的書寫(以下圖為例)負(fù)極:,電極反應(yīng)式:。正極:,電極反應(yīng)式:。電池反應(yīng)方程式:。
(2)電荷移動(dòng)方向
電子由 釋放,經(jīng) 沿導(dǎo)線流入,電解質(zhì)溶液中的
離子移向正極,在其表面得電子被 ; 失電子,形成一個(gè)閉合回路。(3)鹽橋的作用:。
四、課堂合作探究目標(biāo):
1、原電池形成的條件
2、正極、負(fù)極的判斷
3、電極反應(yīng)式的書寫和電荷移動(dòng)方向
第四篇:選修四原電池教案
第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié)
原電池
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容則以必修2第二章第二節(jié)《化學(xué)能與電能》所涉及的原電池常識(shí)為基礎(chǔ),通過進(jìn)一步分析原電池的組成和探究其中的原理,引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念,恰能很好地全面體現(xiàn)本冊(cè)教材的目標(biāo)特點(diǎn)。同時(shí)教師還須把握好教學(xué)深度,只要求學(xué)生能寫出相關(guān)的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式,對(duì)化學(xué)的研究和應(yīng)用只需有一個(gè)概貌性的認(rèn)識(shí)即可。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo):
(1)通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)鹽橋的作用,進(jìn)而深入理解原電池的結(jié)構(gòu)和工作原理,增長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)操 作的技能。
(2)通過討論、探究與歸納,全面掌握原電池的結(jié)構(gòu)和工作原理,知道半電池、內(nèi)電路、外電路等概念。2.能力目標(biāo):
通過動(dòng)手操作鍛煉實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ煌ㄟ^對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析鍛煉分析、抽象、概括、判斷等思維能力。
3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo):
(1)立足于學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代化生活和未來發(fā)展的需要,著眼提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。(2)進(jìn)一步領(lǐng)悟和掌握化學(xué)的基本原理與方法,形成科學(xué)的世界觀。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):進(jìn)一步了解原電池的工作原理,能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。難點(diǎn):原電池的工作原理。
四、教學(xué)方法
情境教學(xué)模式,討論法,實(shí)驗(yàn)探究法,多媒體手段輔助教學(xué)
五、課時(shí)安排:1課時(shí)
六、教學(xué)過程
引入新課
教師做一個(gè)興趣實(shí)驗(yàn):以可樂為電解質(zhì)溶液的銅鋅原電池。
指出:生活處處有化學(xué),我們要善于將學(xué)到的化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活中。
推進(jìn)新課
Ppt展示以稀硫酸為電解質(zhì)溶液的銅鋅原電池裝置圖
提出問題:將稀硫酸換成硫酸銅溶液依然能構(gòu)成原電池嗎?
探究實(shí)驗(yàn)——教師演示實(shí)驗(yàn)
學(xué)生活動(dòng):1.觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.嘗試寫出電極反應(yīng)式 教師演示實(shí)驗(yàn),提示學(xué)生觀察電流表指針和電極的改變。完成實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生回答觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,再教師總結(jié)歸納。
現(xiàn)象:電流表指針偏轉(zhuǎn),鋅片上有黑色物質(zhì)析出,一段時(shí)間過后,電流表讀數(shù)偏小。讓學(xué)生上講臺(tái)書寫電極反應(yīng)式,教師給予判斷。教師提出疑問:鋅片上的黑色物質(zhì)是什么?
教師指出:這個(gè)黑色物質(zhì)的主要成分是銅,為什么是黑色的呢?由于析出的銅的體積很小,對(duì)光的吸收能力很強(qiáng),反射回來的光很少,故看著顯黑色。教師繼續(xù)提出問題:
2+?Cu得到電子是在正極的銅片上,為什么在負(fù)極會(huì)有Cu析出呢?能解釋其中的原因嗎? ?這套裝置還存在哪些不足? ?如何改進(jìn)?
Ppt打出提示點(diǎn),幫助同學(xué)們思考。
教師帶領(lǐng)學(xué)生一起解決以上的三個(gè)問題。
?Zn的活潑性比Cu強(qiáng),能從CuSO4溶液中置換出Cu,就會(huì)在鋅片上構(gòu)成一個(gè)小的原電池,從而就會(huì)有越來越多的Cu在鋅片上析出。
?存在的缺點(diǎn):不能形成穩(wěn)定的電流、能量轉(zhuǎn)換率低。改進(jìn)方法:
引起這些缺點(diǎn)的主要原因:Zn和CuSO4溶液直接接觸。解決方法:將Zn和CuSO4溶液分開。如圖:
接著思考:兩支燒杯中應(yīng)該盛裝什么溶液呢?
一般加入與金屬相對(duì)應(yīng)的鹽溶液,分別加入ZnSO4溶液和CuSO4溶液。思考:上述改進(jìn)后的裝置就能構(gòu)成原電池嗎?如果不能如何改進(jìn)? 不能,沒有形成閉合回路。
改進(jìn)方法:在兩燒杯間加一個(gè)鹽橋連接,鹽橋:含瓊膠的KCl飽和溶液。
改進(jìn)完成,這樣的一個(gè)原電池能正常工作嗎?
分小組實(shí)驗(yàn)探究
提示學(xué)生應(yīng)該完成的任務(wù): 觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 思考鹽橋的作用
嘗試解釋這套裝置的工作原理
分組實(shí)驗(yàn)完成,請(qǐng)學(xué)生代表回答相關(guān)問題: 1.你看見了什么? 2.鹽橋的作用?
3.嘗試解釋一下這套裝置的工作原理
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:電流表指針偏轉(zhuǎn),讀數(shù)穩(wěn)定,且鋅片上沒有黑色物質(zhì)析出。鹽橋的作用: 結(jié)合教材P72 1.溝通內(nèi)電路
2.平衡電荷,使溶液呈電中性。鹽橋的選擇: 要不與兩個(gè)半電池中的電解質(zhì)溶液反應(yīng)
如:含Ag+,不選用飽和的KCl溶液,而選用飽和的NH4NO3溶液。3.雙液原電池的工作原理:
-2+2+外電路:Zn-2e=Zn,發(fā)生氧化反應(yīng),作負(fù)極,失去的電子經(jīng)導(dǎo)線流向正極銅片上,Cu
2+-在銅片上得到電子變成Cu,Cu+2e=Cu。
2+2+內(nèi)電路:Zn進(jìn)入到ZnSO4溶液,使溶液的陽離子增多,帶正電荷,Cu在銅片上得到電子變2-成Cu,使SO4相對(duì)增多,帶負(fù)電荷,這兩種因素就會(huì)使得電子不能正常的由負(fù)極流向正極。那么鹽橋中帶負(fù)電荷的Cl-就進(jìn)入ZnSO4溶液,帶正電荷的K+就進(jìn)入CuSO4溶液,起到中和電荷的作用,這樣就使得電子能夠源源不斷地由負(fù)極流向正極,形成穩(wěn)定的電流。討論與交流
請(qǐng)將反應(yīng)Cu+2Ag+ = Cu2++2Ag設(shè)計(jì)成一個(gè)持續(xù)穩(wěn)定的原電池裝置。(新課完)
學(xué)完本課你應(yīng)該知道:
1.帶鹽橋的原電池的優(yōu)點(diǎn):
能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流,能量轉(zhuǎn)換率高,能防止自放電。2.能產(chǎn)生穩(wěn)定、持續(xù)電流的原電池應(yīng)具備的條件: ?要有活潑性不同的兩個(gè)電極 ?兩個(gè)半反應(yīng)在不同的區(qū)域進(jìn)行
?用導(dǎo)線和鹽橋分別將兩個(gè)半電池連接在一起
3.能根據(jù)給定的氧化還原方程式,設(shè)計(jì)出相對(duì)應(yīng)的原電池。作業(yè):《一遍過》課時(shí)1
第五篇:高中化學(xué)選修4知識(shí)點(diǎn)
第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡
1、化學(xué)反應(yīng)速率
(1)化學(xué)反應(yīng)速率的概念
化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量。
(2)化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法
對(duì)于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng),通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度的變化值表示。
某一物質(zhì)A的化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式為:
式中——某物質(zhì)A的濃度變化,常用單位為mol·L-1。
——某段時(shí)間間隔,常用單位為s,min,h。
υ——物質(zhì)A的反應(yīng)速率,常用單位是mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1等。
(3)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算規(guī)律
①同一反應(yīng)中不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率間的關(guān)系
同一時(shí)間內(nèi),用不同的物質(zhì)表示的同一反應(yīng)的反應(yīng)速率數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
②化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算規(guī)律
同一化學(xué)反應(yīng),用不同物質(zhì)的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于反應(yīng)方程式中相應(yīng)的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,這是有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算或換算的依據(jù)。
(4)化學(xué)反應(yīng)速率的特點(diǎn)
①反應(yīng)速率不取負(fù)值,用任何一種物質(zhì)的變化來表示反應(yīng)速率都不取負(fù)值。
②同一化學(xué)反應(yīng)選用不同物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí),可能有不同的速率數(shù)值,但速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
③化學(xué)反應(yīng)速率是指時(shí)間內(nèi)的“平均”反應(yīng)速率。
小貼士:①化學(xué)反應(yīng)速率通常指的是某物質(zhì)在某一段時(shí)間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率,而不是在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率。
②由于在反應(yīng)中純固體和純液體的濃度是恒定不變的,因此對(duì)于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來表示化學(xué)反應(yīng)速率。其化學(xué)反應(yīng)速率與其表面積大小有關(guān),而與其物質(zhì)的量的多少無關(guān)。通常是通過增大該物質(zhì)的表
面積(如粉碎成細(xì)小顆粒、充分?jǐn)嚢?、振蕩等)來加快反?yīng)速率。
③對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng),在相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),用不同的物質(zhì)來表示其反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但這些不同的數(shù)值表示的都是同一個(gè)反應(yīng)的速率。因此,表示化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí),必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。
2、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量
(1)基本思路
化學(xué)反應(yīng)速率是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化的是體系中的化學(xué)物質(zhì)(包括反應(yīng)物和生成物),所以與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)都可以加以利用。
(2)測(cè)定方法
①直接可觀察的性質(zhì),如釋放出氣體的體積和體系的壓強(qiáng)。
②依靠科學(xué)儀器才能測(cè)量的性質(zhì),如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。
③在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時(shí),常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測(cè)量反應(yīng)速率。