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Zn2e-Cu2+2e-Cu2+CuZn2+CuSO4,原电池的工作原理,原理分析,负极,:,正极:,总反应:,Zn+Cu,2+,Zn,2+,+Cu,Zn-2e,-,=Zn,2+,Cu,2+,+2e,-,=Cu,氧化反应,还原反应,2.,电子流向,:负极流出经导线流向正极,阳离子在正极得电子,3.,离子流向,:阴离子 负极,阳离子 正极,原电池工作原理小结,1.,电极反应,:,负极:,较活泼的金属 失去电子 发生氧化反应;,正极:,不活泼的金属或非金属 得到电子 发生还原反应,原电池的工作原理原理分析负极:总反应:Zn+Cu2+,稀硫酸,Zn,Cu,Zn,2+,e,-,e,-,H,+,H,+,+,Zn,2e,-,=Zn,2+,总反应:,2H,+,+2e,-,=H,2,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,(氧化反应),(还原反应),锌片:,铜片:,Cu-Zn,原电池工作原理,负极:,正极:,稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+Zn2e-=Zn,例,1.,下列装置中能组成原电池的是,(),C,A,Zn,Cu,H,2,SO,4,Cu,Zn,A,酒精,A B,Zn,H,2,SO,4,A,Cu,H,2,SO,4,C D,A,Cu,Cu,H,2,SO,4,原电池的判断,例1.下列装置中能组成原电池的是()CAZn,例,2,.,一个电池反应的离子方程式是,Zn+Cu,2+,=Zn,2+,+Cu,该反应的的原电池正确组合是(),C,原电池构成条件,例2.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+,例,3.,某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是,(),A.Mg B.Fe C.Al D.Cu,原电池的工作原理,B,练习,.,由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的,pH(),A,、不变,B,、先变大后变小,C,、逐渐变大,D,、逐渐变小,C,例3.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,,判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称,并写出电极反应式,.,(,),(,),(,),电极方程式书写,(,),(,),判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指,2H,+,+2e,-,H,2,负极:,总反应:,正极,:,Zn,2e,-,Zn,2+,Zn+2H,+,Zn,2+,+H,2,书写,电极方程式,方法:,确定负极材料和得电子的物质,确定正负极,产物,2,、利用,电荷守恒,写出电极反应式,Zn-Ag-,稀硫酸原电池,2H+2e-H2负极:总反应:正极:Zn 2,负极:,正极:,总反应:,正极:,负极:,总反应:,Zn,2e,-,Zn,2+,2H,+,+2e,-,H,2,Zn+2H,+,Zn,2+,+H,2,Fe,2e,-,Fe,2+,Cu,2+,+2e,-,Cu,Fe+Cu,2+,Fe,2+,+Cu,Fe+CuSO,4,Cu+FeSO,4,Zn-Cu-,稀盐酸原电池,Fe-Ag-CuSO,4,原电池,负极:正极:总反应:正极:负极:总反应:Zn2e-Z,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,应用:比较金属活动性强弱,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,请结合组成原电池的条件,将氧化还原反应:,Fe+Cu,2+,=Cu+Fe,2+,设计成一个原电池。,1,、电解液:,。,2,、电极材,料:,正极,,负极,。,3,、,电极反应式,:,负极,:,.,正极,:,.,1,、电解液:,硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液,2,、电极材料:,负极:铁,,正极:铜、石墨或比铁不活泼的其他金属,原电池的设计,Fe,2e,-,=Fe,2+,Cu,2+,+2e,-,=Cu,请结合组成原电池的条件,将氧化还原反应:Fe+Cu,问题,:,下图是我们在必修,2,中学习过的锌片和铜片与,CuSO,4,构成的原电池,如果用它做电源,不但效率低,,而且时间稍长电流就很快减弱,因此不适合实际应用,。,这是什么原因造成的呢?,原 电 池,原因,:由于锌片与硫酸铜溶液直接接触,会有铜在锌片表面析出,锌表面也构成了原电池,进一步加速铜在锌表面析出,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,也就没有电流产生。,CuSO,4,溶液,思考:如何才能得到持续稳定的电流?,问题:下图是我们在必修2中学习过的锌片和铜片与,2、盐桥的作用:,(1)使两溶液保持电中性,,。,(2)形成闭合回路,双液原电池,1、盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出,。,K,+,和,Cl,-,能在胶冻内自由移动。,3,、双液原电池的优点:,能产生持续、稳定的电流。,2、盐桥的作用:双液原电池1、盐桥中装有饱和的KCl,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,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。,(,2,),平衡电荷,。,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。,取出盐桥,,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。,盐桥的作用:得出结论 由于盐桥(如KCl)的存,由两个半电池组成原电池的工作原理,(,1,)把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,再以适当方式连接,可以获得电流。,在这类电池中,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。,在原电池的内部,两极浸在电解质溶液中,并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。,(,2,)探究,组成原电池的条件,用导线和盐桥分别将两个半电池连接在一起,由两个半电池组成原电池的工作原理(1)把氧化反应和还原反应分,设计盐桥原电池的思路:,还原剂和氧化产物为,负极,的半电池,氧化剂和还原产物为,正极,的半电池,Zn+2Ag,+,=Zn,2+,+2Ag,根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液,外电路,用导线连通,可以接用电器,内电路,是将电极浸入电解质溶液中,并通过,盐桥,沟通内电路,设计盐桥原电池的思路:还原剂和氧化产物为负极的半电池Zn+2,能产生稳定、持续电流的原电池应具备什么条件?,1.,要有导电性不同的两个电极,2.,两个半反应在不同的区域进行,3.,用导线和盐桥分别将两个半电池连接在一起,小结,能产生稳定、持续电流的原电池应具备什么条件?1.要有导电性,双液原电池的工作原理,盐桥中,Cl,-,向锌盐方向移动,,K,+,向铜盐方向移动,使,Zn,盐和,Cu,盐溶液一直保持电中性,从而使电子不断从,Zn,极流向,Cu,极,使电流持续传导。,Zn-2e,-,=Zn,2+,Cu,2+,+2e,-,=Cu,总反应:,Zn+Cu,2+,Zn,2+,+Cu,两个原电池装置,本质上,是完全相同的。,双液原电池的工作原理盐桥中Cl-向锌盐方向移动,K+向铜盐方,原电池的工作原理,练习:,为了获得较长时间的稳定电流,如何将由“,Zn-,稀,H,2,SO,4,-Cu”,组成的原电池(如左下图)进行简单改装?,Cu,Zn,H,2,SO,4,A,ZnSO,4,H,2,SO,4,A,Zn,Cu,原电池的工作原理练习:为了获得较长时间的稳定电流,如,请将氧化还原反应,Cu+2Ag,+,=Cu,2+,+2Ag,设计成一个,能产生持续、稳定电流的原电池装置,Cu,CuSO,4,Ag,AgNO,3,请将氧化还原反应 Cu+2Ag+=Cu2+2Ag,利用反应,Cu+2FeCl,3,=2FeCl,2,+CuCl,2,,设计一个单液原电池,一个双液原电池(使用盐桥),画出原电池的示意图,,并写出电极反应。,(+),(-),G,Cu,Pt,
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