1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第一节第一节 原电池原电池教学目标：教学目标：1.1.了解原电池的工作原理和构成条件了解原电池的工作原理和构成条件2.2.初步学会自主设计原电池初步学会自主设计原电池3.3.能判断正负极能判断正负极4.4.能够写出电池反应和电极反应方程式能够写出电池反应和电极反应方程式2022-5-21江西省鹰潭市第一中学江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣桂耀荣1（1）单液原电池能自发进行氧化还原反应能自发进行氧化还原反应有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。有电解质溶液有电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路2.原电池的构成条件 两极一液成回路，氧化还原是中
2、心。1.定义：利用 反应，把 转变为 的装置。 化学能化学能电能电能氧化还原氧化还原一、原电池的构造一、原电池的构造21.1.下列哪几个装置能形成原电池？下列哪几个装置能形成原电池？CuZnH2SO4ACuFeH2SO4BCuFeNaCl溶溶液液DCuZn酒酒精精FCuFeNaCl溶液溶液MCnZnZ4OS2HCuZnH2SO4H2SO4NuC4OS2HOV VX XV VV VV VX XX XX XV VEnZCu4OS2CuCuSO42022-5-21江西省鹰潭市第一中学江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣桂耀荣3（2 2）双液液原电池）双液液原电池自发的氧化还原反应要有导电性不同的两个电极两个
3、半反应在不同的区域进行用导线和盐桥分别将两个半电池连接在一起盐桥的作用：盐桥的作用： 1 1、勾通内电路、勾通内电路2.2.平衡电荷，使溶液呈电中性平衡电荷，使溶液呈电中性4氧化反应氧化反应Zn-Zn-2e=Zn2e=Zn2+2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失e-e-，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应CuCu2+2+2e+2e- - =Cu=Cu阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 3.原电池工作原理：外电路外电路内电路内电路54.原电池正负极判断（1）由组成原电池的电极材料判断一般 负极 的金属 正极 的金属或 导体，以及某些金属氧化
4、物练习：Mg-Al-HMg-Al-H2 2SOSO4 4中， 是正极， 是负极。 MgMgAlAl活泼性强活泼性弱非金属6（2）.根据电子（电流）流动的方向判断 电子由 流出，流入 ； 电流由 流出，流入 。负极正极正极负极（3）根据电极反应类型判断 负极 电子，发生 反应 正极 电子，发生 反应 失得氧化还原（4）根据电解质溶液离子移动的方向判断 阴离子向 极移动（负极带正电荷） 阳离子向 极移动（正极带负电荷） 负正正（5）.根据电极现象来判断 负极 ； 正极 ；溶解增重、气泡（6）燃料电池中 燃料在 反应 氧化剂在 反应 负极正极7正极：负极：H2SO4Mg AlNaOHMg Al浓浓H
5、NO3 Al Cu2.2.判断下列原电池的正负极？判断下列原电池的正负极？AlMgMgAlAlCu(金属活泼性)(Mg不与NaOH反应)(Al发生钝化)85.电极反应式的书写方法(1)一般电极反应式的书写(2)复杂反应式的书写93.3.写出电极反应式和总反应式写出电极反应式和总反应式H2SO4Mg Al正极正极 ：负极负极 ：(Al)(Al)(Mg)(Mg) Mg Mg 2e2e - - = Mg = Mg2+ 2+ （氧化反应）（氧化反应）2H2H+ + + 2e+ 2e - - = H = H2 2 （还原反应）（还原反应）总反应：总反应： Mg+2HMg+2H+ +=Mg=Mg2+2+H
6、+H2 2 CuSO4 Fe Ag正极正极 ：负极负极 ：(Ag)(Ag)(Fe)(Fe)CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e - - = Cu = Cu （还原反应）（还原反应）总反应：总反应： Fe+CuFe+Cu2+2+=Fe=Fe2+2+Cu+Cu Fe Fe 2e2e - - = Fe = Fe2+ 2+ （氧化反应）（氧化反应）102022-5-2111111.1.某原电池总反应式为：某原电池总反应式为：Cu+2FeCu+2Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+，能实现该反应的原电池是能实现该反应的原电池是( ( ) )2.2.将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀
7、将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H H2 2SOSO4 4和和NaOHNaOH溶液中，写出两池中的电极反应式溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。和电池反应式。A AB BC CD D电极材料电极材料CuCu、ZnZnCuCu、AgAgCuCu、C CFeFe、ZnZn电解质溶液电解质溶液FeClFeCl3 3FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3Fe(NOFe(NO3 3) )2 2CuSOCuSO4 4B B 12、根据氧化还原反应电子、根据氧化还原反应电子转移判断转移判断电极反应电极反应。、根据电极反应确定合适、根据电极反应确定合适的的电极材料电极材料和和电解质溶液电解
8、质溶液 6 6、原电池的设计、原电池的设计 例例1 1、利用、利用Fe + CuFe + Cu2+2+=Fe=Fe2+2+ +Cu +Cu，设设计计一个原电池一个原电池. .CuCuFeFeCuSOCuSO4 4FeSOFeSO4 4化合价升高化合价升高 失失2e2e- - 化合价降低化合价降低 得得2e2e- -131.利用原电池原理设计新型化学电池；2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；3.进行金属活动性强弱比较；4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护，如在铁器表面镀锌；二、原电池的主要应用：5.解释某些化学现象。14(1)比较金属活动性强弱。例1： 下列叙
9、述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H H2 2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（ C C ）原电池原理应用： 当两种金属构成原电池时，一般活泼的金属作负极而被腐蚀，所以先被腐蚀的金属活泼性较强。15(2)比较反应速率例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是C.粗锌和 1mol/L 1mol/L 盐酸；A.纯锌和1mol/L 1mol/L 硫酸；B.纯锌和18 mol/L 18 mol/L 硫酸；D.粗锌和1mol/L 1mol/L 硫酸的反应中加入几滴
10、CuSOCuSO4 4溶液。（ D D ） 当形成原电池之后，反应速率加快，如实验室制H H2 2时, 纯ZnZn反应不如粗ZnZn跟酸作用的速率快。16(3)比较金属腐蚀的快慢 在某些特殊的场所, 金属的电化腐蚀是不可避免的, 如轮船在海中航行时, 为了保护轮船不被腐蚀，可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属如ZnZn。这样构成的原电池ZnZn为负极而FeFe为正极，从而防止铁的腐蚀。17例3：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是_。（4 4）（）（2 2）（）（1 1）（）（3 3）18(4)判断溶液pHpH值变化例4： 在Cu-ZnCu-Zn原电池中，20
11、0mLH200mLH2 2SOSO4 4溶液的浓度为0.125mol/L0.125mol/L，若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L0.168L升气体，则流过导线的电子为_molmol，溶液的pHpH值变_。（溶液体积变化忽略不计）0.0.2 2解得：解得：y y 0.015 (mol)0.015 (mol)x x 0.015 0.015 (mol)(mol)3.753.75 10 10 4 4(mol/L )(mol/L )pH pH -lg3.75 -lg3.75 10104 44 -lg3.75 4 -lg3.75 答：答：0.0150.015解：根据电极反应：解：根据电极反应：
12、负极：负极：ZnZn2e2e- -ZnZn2+2+正极：正极：2H2H+ +2e+2e- - H H2 2得：得：2 2 2 2 22.422.4x x y y 0.168 0.1680.20.2 0.1250.125 2 2c c(H(H+ +) )余余2H2H+ + 2eH2eH2 2大0.0150.01519(5)原电池原理的综合应用例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。1)“热敷袋”是利用 放出热量。2)炭粉的主要作用是_。 3)加入氯化钠的主要作用是_。4)木屑的作用是 。铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，氯化钠溶于水形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀加速铁屑的氧化20Thanks Thanks 谢谢您的观看！谢谢您的观看！212022-5-2122
