化学：第四章第一节《原电池》

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 电化学基础,第一节 原 电 池,电化学,原电池：化学能转化为电能,电解池：电能转化为化学能,电化学的本质：氧化还原反应,知识结构,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成条件一：,活泼性不同的两个电极,负极：较活泼的金属,正极：较不活泼的金属、石墨等,1.,判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？,复习回顾,形成条件二：电极需插进电解质溶液中；,形成条件三：必须形成闭合回路,（可以）,（不可以）,（可以）,（不可以）,（,1,）有两种活动性不同的金属（或一 种是非金属单质或金属氧化物）作电极。,（,2,）电极材料均插入电解质溶液中。,（,3,）两极相连形成闭合电路。,（,4,）内部条件：能自发进行氧化还,原反应。,组成原电池的条件,2,、如右图所示，组成的原电池：,（,1,）当电解质溶液为稀,H,2,SO,4,时：,Zn,电极是,_,（填“正”或“负”）极，,其电极反应为,_,，该反应,是,_,（填“氧化”或“还原”，下同）反应；,Cu,电极是,_,极，其电极反应为,_,该反应是,_,反应。,（,2,）当电解质溶液为,CuSO,4,溶液时：,Zn,电极,是,_,极，其电极反应为,_,，,该反应是,_,反应；,Cu,电极是,_,极，,其电极反应为,_,该反应是,_,反应,.,负,Zn,2e,-,=Zn,2+,氧化,正,2H,+,+2e,-,=H,2,还原,负,Zn,2e,-,=Zn,2+,氧化,正,Cu,2+,+2e,-,=Cu,还原,原电池的工作原理,负极,还原反应,氧化反应,正极,失,e,得,e,电子,e,电流,装置的关键：,把氧化反应和还原反应分开在,不同的区域,进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流,对锌铜原电 池工作原理的进一步探究,左图原电池的缺点：效率低，而且时间稍长电流就很快减弱,。,思考,：,这是什么原因造成的呢？,有没有什么改进措施？,造成的主要原因：,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，不再构成原,电池了，也就没有电流在产生。,改进措施？,将锌片与硫酸铜溶液隔离,硫酸锌溶液,硫酸铜溶液,上述装置构成原电池了吗？为什么？怎样才能构成原电池呢？,思考,改进为所示的原电池装置,-,盐桥式原电池,盐桥中通常装有含琼胶的,KCl,饱和溶液,此装置优点：能稳定长时间放电,盐桥的作用是什么？,改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？,阅读教材,72,页,盐桥的作用：,（,1,）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触,。,（,2,）平衡电荷，保持溶液电中性。,盐桥中电解质的选择？,若电解质溶液与,KCl,溶液反应产生沉淀，可用饱,KNO,3,溶液等代替,KCl,作盐桥,。,指出电池的正负极，并分别写出负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。,负极（锌片）：,Zn,2e,-,=Zn,2+,（,氧化反应）,正极（铜片）：,Cu,2+,+2e,-,=Cu,（,还原反应）,电池反应（,总化学方程式,）：,Zn+Cu,2+,=Zn,2+,+Cu,电池符号,：,Zn,ZnSO,4,CuSO,4,Cu,负极 盐桥 正极,一、,由两个半电池组成原电池（盐桥式原电池）的工作原理,用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供,电子,；,用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到,电子,。,原电池的内部及盐桥，通过,阴阳离子,的定向运动而形成内电路。,负极,还原反应,氧化反应,正极,失,e,得,e,电子,e,电流,二、原电池的正负极的判断方法,微观判断,（根据电子流动方向）,电子流出的极,电子流入的极,负极,正极,较活泼的电极材料,较不活泼的电极材料,负极,正极,宏观判断,：,根据电极材料,根据原电池电极,发生的反应,负极,正极,发生氧化反应的极,发生还原反应的极,根据电极增重还是减重,根据电极有气泡冒出：,质量增加的电极,工作后,质量减少的电极,正极,负极,工作后，有气泡冒出的电极为正极,1,、根据氧化还原反应电子转移判断,电极反应,。,2,、根据电极反应确定合适的,电极材料,和,电解质溶液,三、,原电池的设计,利用,Fe+Cu,2+,=Fe,2+,+Cu,，,设计,一个原电池,.,Cu,Fe,CuSO,4,FeSO,4,化合价升高 失,2e,-,化合价降低 得,2e,-,思考讨论：,利用此,氧化还原,反应来设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图,（,Cu+2 FeCl,3,=CuCl,2,+2FeCl,2,）,化合价降低得,2e,-,Cu+2 Fe,3+,=Cu,2+,+2Fe,2+,化合价升高失,2e,-,Cu,C,CuCl,2,FeCl,3,装置图,离子方程式,Cu+2 Fe,3+,=Cu,2+,+2Fe,2+,1.,某原电池总反应式为：,Cu+2Fe,3+,=Cu,2+,+2Fe,2+,，能实现该反应的原电池是,(,),2.,将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀,H,2,SO,4,和,NaOH,溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。,A,B,C,D,电极材料,Cu,、,Zn,Cu,、,Ag,Cu,、,C,Fe,、,Zn,电解质溶液,FeCl,3,Fe,2,(SO,4,),3,Fe(NO,3,),2,CuSO,4,B,MgAl,稀,H,2,SO,4,原电池：,负极（,Mg,）：,Mg-2e-=Mg,2+,（氧化反应）,正极（,Al,）：,2H,+,+2e-=H,2,（还原反应）,电池反应：,Mg+2H,+,=Mg,2+,+H,2,AlMg,NaOH,原电池：,负极（,Al,）：,2Al-6e,-,+8OH,-,=2AlO,2,-,+4H,2,O,（氧化反应）正极（,Mg,）：,6H,2,O+6e-=3H,2,+6OH-,（还原反应）,电池反应：,2Al+2OH,-,+2H,2,O=2AlO,2,-,+3H,2,3,、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入,CuSO,4,溶液，片刻后可观察到的现象是,A.,铁圈和银圈左右摇摆不定,B.,保持平衡状态,C.,铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜,D.,银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜,D,Cu+2 AgNO,3,=Cu(NO,3,),2,+2Ag,4,、利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质溶液，写出电极方程式；并画出原电池简意图。,1,、下列装置中电流表指针会发生偏转的,是（）,3,2,、锌铜原电池产生电流时，阳离子（）,A,移向,Zn,极，阴离子移向,Cu,极,B,移向,Cu,极，阴离子移向,Zn,极,C,和阴离子都移向,Zn,极,D,和阴离子都移向,Cu,极,B,3,、把,a,、,b,、,c,、,d,四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若,a,、,b,相连时，,a,为负极；,c,、,d,相连时，电流由,d,到,c,；,a,、,c,相连时，,c,极上产生大量气泡，,b,、,d,相连时，,b,上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为,(),A,a b c d B,a c d b,C,c a b.d D,b d c a,B,Cu+2 AgNO,3,=Cu(NO,3,),2,+2Ag,化合价升高失,2e,-,化合价降低得,2e,-,电极：负极是,Cu,，,正极可以是,Ag,或,C,等。,电极反应式：,负极：,Cu 2e,-,=Cu,2+,正极：,2Ag,+,+2e,-,=2 Ag,电解液：,Cu(NO,3,),2,、,AgNO,3,5,、利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质溶液，写出电极方程式；并画出原电池简意图。,Cu,C,Cu(NO,3,),AgNO,3,总结,1,、复习回忆了原电池的形成。,2,、进一步了解原电池的反应原理，正确书写电极反应式。,3,、利用氧化还原反应原理设计了原电池。,由于盐桥（如,KCl,）,的存在，其中阴离子,Cl,-,向,ZnSO,4,溶液扩散和迁移，阳离子,K,+,则向,CuSO,4,溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或,CuSO,4,溶液中的,Cu,2+,几乎完全沉淀下来。,若电解质溶液与,KCl,溶液反应产生沉淀，可用,NH,4,NO,3,代替,KCl,作盐桥。,在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是,靠离子迁移完成,的。,Zn,失去电子形成的,Zn,2+,进入,ZnSO,4,溶液，,ZnSO,4,溶液因,Zn,2+,增多而带正电荷。同时，,CuSO,4,则由于,Cu,2+,变为,Cu,，,使得,SO,4,2-,相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。,（,3,）电解质溶液和电极材料的选择,（电池的电极必须导电）,电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。,