第一节原电池原理共资料课件.ppt

1、学习目标：学习目标：体验化学能与电能相互转化的探究过程；体验化学能与电能相互转化的探究过程；进一步了解原电池的工作原理和构成原电池进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；的条件；能够写出电极反应式和电池反应方程式能够写出电极反应式和电池反应方程式.第四章第四章 电化学基础电化学基础 第一节第一节 原原 电电 池池复习回顾复习回顾1、原电池是、原电池是_的装置。的装置。原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应2、如右图所示，组成的原电池：、如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H2SO4时：时

2、：Zn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同）反应；，下同）反应；Cu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,该反应是该反应是_反应。反应。负负Zn 2e -=Zn 2+氧化氧化正正2H+2e-=H2还原还原（2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时：Zn电电极是极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反应；反应；Cu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,该反应该反应_反应反应.负负Zn 2e -=Zn 2+氧化氧化正正C

3、u2+2e -=Cu还原还原硫酸铜溶液硫酸铜溶液（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等复习回顾复习回顾:3。判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？。判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？形成条件二：电极需插进电解质溶液中；形成条件二：电极需插进电解质溶液中；形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（2 2）组成原电池的条件组成原电池的条件（1）有两种活动性不同的金属（或）有两种活动性不同的金属（

4、或一一 种是非金属单质或金属氧化物）种是非金属单质或金属氧化物）作电极。作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。）两极相连形成闭合电路。（4）内部条件：能自发进行氧化还）内部条件：能自发进行氧化还 原反应。原反应。一、对锌铜原电一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究池工作原理的进一步探究上面的上面的7号装置，怎样才号装置，怎样才能形成原电池呢？能形成原电池呢？一、对锌铜原电一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究池工作原理的进一步探究？提出问题：？提出问题：上图是原电池，如果用它上图是原电池，如果用它做电源，不但效率低，而做电源，不但效

5、率低，而且时间稍长电流就很快减且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用弱，因此不适合实际应用。这这是什么原因造成的呢？有没有是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？什么改进措施？硫酸铜溶液硫酸铜溶液造成的主要原因造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直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

6、出的电流强度减弱。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。电池了，也就没有电流在产生。为了避免发生这种现象，设计如下图（书为了避免发生这种现象，设计如下图（书P71图图4-1）所示的原电池装置，你能解释它）所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？的工作原理吗？改进后的装置为什么能够持续、稳定的产改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？生电流？盐桥在此的作用是什么？参考教材参考教材72页页得出结论得出结论盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接

7、）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触接触。（2）平衡电荷。）平衡电荷。在整个装置的电流回路中，溶液中的电在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是流通路是靠离子迁移完成靠离子迁移完成的。的。ZnZn失去电失去电子形成的子形成的ZnZn2+2+进入进入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液溶液因因ZnZn2+2+增多而带正电荷。同时，增多而带正电荷。同时，CuSOCuSO4 4则则由于由于CuCu2+2+变为变为Cu Cu，使得，使得 SOSO4 42-2-相对较多相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两而带负电荷。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

8、片，种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。造成电流中断。由于盐桥（如由于盐桥（如KClKCl）的存在，其中）的存在，其中阴离子阴离子ClCl-向向ZnSOZnSO4 4溶液扩散和迁移，阳溶液扩散和迁移，阳离子离子K K+则向则向CuSOCuSO4 4溶液扩散和迁移，分溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或直到锌片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu2+2+几乎完全沉淀下来。几乎完全沉淀下来。若电解质溶液若电解质溶液与与KClKCl溶液反

9、应产生沉淀，可用溶液反应产生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作盐桥。作盐桥。上述原电池装置是将什么反应的化学能转上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。电池的总反应方程式。负极（锌片）：负极（锌片）：Zn 2e -=Zn 2+（氧化反应）（氧化反应）正极（铜片）：正极（铜片）：Cu2+2e -=Cu （还原反应）（还原反应）电池反应（电池反应（总化学方程式总化学方程式）：）：Zn+Cu2+=Zn 2+Cu 电池

10、符号电池符号：Zn ZnSO4 CuSO4 Cu 负极负极 盐桥盐桥 正极正极二、由两个半电池组成原电池的工作原理二、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）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。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，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。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，并通在原电池的内部，两极浸在电解

11、质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。过阴阳离子的定向运动而形成内电路。（2）电解质溶液和电极材料的选择）电解质溶液和电极材料的选择（电池的电极必须导电）（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杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应质溶液应 与电极材料具有相同的阳离与电极材料具有相同的阳离子。子。活泼性不同活泼性不同 的两种金属。的两种金属。如锌铜原电池，如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极锌作负极，铜作正极金属和非金属。金属和非金属。如锌锰干电

12、池，锌作负极，如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极石墨棒作正极金属和化合物。金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极作正极惰性电极。惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极如氢氧燃料电池中，两根电极均可用均可用Pt请根据氧化还原反应请根据氧化还原反应:Cu+2 Fe3+=Cu2+2Fe2+设计成原电池。设计成原电池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案?负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：Cu Cu 2e-=Cu2+比比Cu不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨2Fe3+2e-=2Fe2+Fe2(SO4)3、FeCl3等等若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电

13、解质溶液又是若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。什么？试画出原电池的装置简图。练习：锌铜原电池产生电流时，阳离练习：锌铜原电池产生电流时，阳离子（子（）A 移向移向Zn 极，阴离子移向极，阴离子移向Cu 极极B 移向移向Cu 极，阴离子移向极，阴离子移向Zn 极极C 和阴离子都移向和阴离子都移向Zn极极D 和阴离子都移向和阴离子都移向Cu 极极B下列装置中电流表指针会发生偏转的下列装置中电流表指针会发生偏转的是（是（）C（3）原电池的正负极的判断方法）原电池的正负极的判断方法 微观判断微观判断（根据电子流动（根据电子流动方向方向）电子流出的极电子流出的极

14、电子流入的极电子流入的极负极负极正极正极 较活泼的电极材料较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料负极负极正极正极宏观判断宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极 发生的反应发生的反应负极负极正极正极发生氧化反应的极发生氧化反应的极发生还原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增重还是减重根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：质量增加的电极质量增加的电极工作后工作后 质量减少的电极质量减少的电极正极正极负极负极工作后，有气泡冒出的电极为正极工作后，有气泡冒出的电极为正极1.把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，四块金属片浸入稀硫酸中，用导线

15、两两相连组成原电池。若用导线两两相连组成原电池。若a、b相连相连时，时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气泡产生，则四种金上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为属的活动性顺序由强到弱的为()Aa b c d Ba c d b Cc a b.d Db d c a B2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，、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平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，溶液，片刻后可观察到的现象是片刻后可观察到的现象是A.铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态保持平衡状态C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D.银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜D Thank you