第四章第一節(jié)原電池

1、第一節(jié)原電池第一節(jié)原電池一、復(fù)習(xí)回顧原電池的工作原理一、復(fù)習(xí)回顧原電池的工作原理1、原電池是、原電池是_的裝置。的裝置。原電池原電池反應(yīng)反應(yīng)的本質(zhì)是的本質(zhì)是_反應(yīng)。反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 如右圖所示，組成的原電池：如右圖所示，組成的原電池：（1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為?。┊?dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時：時：Zn電極是電極是_（填（填“正正”或或“負(fù)負(fù)”）極，）極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)，該反應(yīng)是是_（填（填“氧化氧化”或或“還原還原”，下同）反，下同）反應(yīng)；應(yīng)；Cu電極是電極是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)。反應(yīng)。（2

2、）當(dāng)電解質(zhì)溶液為）當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSOCuSO4 4溶液時：溶液時： Zn電極電極是是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)；反應(yīng)；Cu電極是電極是_極，極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)反應(yīng).負(fù)負(fù)Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正2H+ +2e- =H2還原還原負(fù)負(fù)Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正Cu2+ + 2e - = Cu還原還原【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的客觀事實(shí)】2 2、原電池的工作原理、原電池的工作原理氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)：反應(yīng)物之間有電子轉(zhuǎn)移）氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)：反應(yīng)物之間有電子轉(zhuǎn)移）負(fù)極負(fù)極（還原性）（還原性）還原反

3、應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)正極正極（氧化性）（氧化性） 失失e 得得e電子電子e電流電流結(jié)論結(jié)論把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同的區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來，同的區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來，就可以獲得電流就可以獲得電流（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么？判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么？形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件

4、二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路（可以）（可以）（不可以）（不可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）（1）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。（2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。（3）兩極相連形成閉合電路。）兩極相連形成閉合電路。（4）內(nèi)部條件：能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)）內(nèi)部條件：能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。（最本質(zhì)的條件）（最本質(zhì)的條件）3 3、組成原電池的條件、組成原電池的條件4.電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式

5、和總反應(yīng)式的書寫1.1.找出原電池的正負(fù)極找出原電池的正負(fù)極正極：正極：CuCu極極 負(fù)極：負(fù)極：ZnZn極極2.2.結(jié)合電解質(zhì)溶液，找出氧化產(chǎn)結(jié)合電解質(zhì)溶液，找出氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物和還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物：氧化產(chǎn)物：ZnZn2-2- 還原產(chǎn)物：還原產(chǎn)物：CuCu3.3.寫出電極反應(yīng)式與總反應(yīng)式寫出電極反應(yīng)式與總反應(yīng)式負(fù)極（鋅片）：負(fù)極（鋅片）： Zn Zn 2e2e - - = Zn = Zn2+ 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極（銅片）：正極（銅片）： CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e - - = Cu = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式）：電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式

6、）：Zn + CuZn + Cu2+2+ = Zn = Zn2+ 2+ + Cu+ Cu 1.1.下列哪幾個裝置能形成原電池？下列哪幾個裝置能形成原電池？CuZnH2SO4ACuFeH2SO4BCuFeNaCl溶溶液液DCuZn酒酒精精FCuFeNaCl溶液溶液MCnZnZ4OS2HCuZnH2SO4H2SO4NuC4OS2HOVXVVVXXXVEnZC u4OS2C uCuSO4正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：H2SO4Mg AlNaOHMg Al濃濃HNO3 Al Cu2.2.判斷下列原電池的正負(fù)極？判斷下列原電池的正負(fù)極？AlAlMgMgMgMgAlAlAlAlCuCu( (金屬活潑性金屬活潑性

7、) )(Mg不不 與與NaOH反應(yīng)反應(yīng))(Al發(fā)生鈍化發(fā)生鈍化)3.3.寫出寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式H2SO4Mg Al正極正極 ：負(fù)極負(fù)極 ：(Al)(Al)(Mg)(Mg)Mg Mg 2e2e - - = Mg = Mg2+ 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）2H2H+ + + 2e+ 2e - - = H = H2 2 （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：總反應(yīng)： Mg+2H+=Mg2+H2 CuSO4 Fe Ag正極正極 ：負(fù)極負(fù)極 ：(Cu)(Cu)(Fe)(Fe)CuCu2+ 2+ + 2e+ 2e - - = Cu = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：總反應(yīng)：

8、Fe+Cu2+=Fe2+Cu Fe Fe 2e2e - - = Fe = Fe2+ 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）5、對鋅銅原電、對鋅銅原電 池工作原理的進(jìn)一步探究池工作原理的進(jìn)一步探究提出問題：提出問題： 左圖是原電池，如果用左圖是原電池，如果用它做電源，不但效率低，它做電源，不但效率低，而且時間稍長電流就很而且時間稍長電流就很快減弱，因此不適合實(shí)快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用際應(yīng)用。這是什么原因這是什么原因造成的呢？有沒有造成的呢？有沒有什么改進(jìn)措施？什么改進(jìn)措施？造成的主要原因：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，在反應(yīng)一段時間后，難以避免溶液中有銅離子在鋅片表面直接還原，一旦有少量的銅在鋅片表面

9、析出，即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在負(fù)極鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池了，也就沒有電流在產(chǎn)生。改進(jìn)措施？改進(jìn)措施？將鋅片與硫酸銅溶液隔離將鋅片與硫酸銅溶液隔離硫酸鋅溶液硫酸鋅溶液 硫酸銅溶液硫酸銅溶液上述裝置構(gòu)成原電池了嗎？為什么？上述裝置構(gòu)成原電池了嗎？為什么？怎樣才能構(gòu)成原電池呢？怎樣才能構(gòu)成原電池呢？為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計如下圖（書為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計如下圖（書P71圖圖4-1）所示的原電池裝置，你能解釋它）所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？的工作原理嗎？鹽橋中通常裝有含瓊膠鹽橋中通常裝有含瓊膠的的KC

10、lKCl飽和溶液飽和溶液此裝置優(yōu)點(diǎn)：能穩(wěn)定長此裝置優(yōu)點(diǎn)：能穩(wěn)定長時間放電時間放電鹽橋在此的作用是什么？鹽橋在此的作用是什么？改進(jìn)后的裝置為什改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？閱讀教材閱讀教材72頁頁得出結(jié)論得出結(jié)論鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1）使整個裝置構(gòu)成通路，避免氧化劑與還原）使整個裝置構(gòu)成通路，避免氧化劑與還原劑直接接觸劑直接接觸。（2）陰陽離子的移動陰陽離子的移動平衡電荷。平衡電荷。 在整個裝置的電流回路中，溶液中的電在整個裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是流通路是靠離子遷移完成靠離子遷移完成的。的。ZnZn失去電子形失去電子形成的成的ZnZn2

11、+2+進(jìn)入進(jìn)入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液因溶液因ZnZn2+2+增增多而帶正電荷。同時，多而帶正電荷。同時，CuSOCuSO4 4則由于則由于CuCu2+2+ 變?yōu)樽優(yōu)镃u Cu ，使得，使得 SOSO4 42-2-相對較多而帶負(fù)電荷。溶液相對較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會阻止電子從不保持電中性，這兩種因素均會阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。鋅片流向銅片，造成電流中斷。 由于鹽橋（如由于鹽橋（如KClKCl）的存在，其中陰離）的存在，其中陰離子子ClCl- -向向ZnSOZnSO4 4溶液擴(kuò)散和遷移，陽離子溶液擴(kuò)散和遷移，陽離子K K+

12、 +則則向向CuSOCuSO4 4溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過剩的溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，一直到鋅片全部溶解或不間斷地進(jìn)行，一直到鋅片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu2+2+幾乎完全沉淀下來。幾乎完全沉淀下來。若若電解質(zhì)溶液與電解質(zhì)溶液與KClKCl溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作鹽橋。作鹽橋。 上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的化學(xué)上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的？指出電池的正負(fù)極，并能轉(zhuǎn)換成電能的？指出電

13、池的正負(fù)極，并分別寫出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以分別寫出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該電池的總反應(yīng)方程式。及該電池的總反應(yīng)方程式。負(fù)極（鋅片）：負(fù)極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極（銅片）：正極（銅片）： Cu2+ + 2e - = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式總化學(xué)方程式）：）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 電池符號電池符號： Zn ZnSO4 CuSO4 Cu 負(fù)極負(fù)極 鹽橋鹽橋 正極正極二、由兩個半電池組成的原電池的工作原理二、由兩個半電池組成的原電池的工作原理（雙池電池）（雙池電池）1、把氧

14、化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)、把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向負(fù)極，負(fù)極向外電路外電路提供電子；用氧化性較提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。在原電池的內(nèi)部，兩極浸在與電極材料含在原電池的內(nèi)部，兩極浸在與電極材料含有相同陽離子的電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽有相同陽離子的電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽離子的定向運(yùn)動而形成離子的定向運(yùn)動而形成內(nèi)電路內(nèi)電路。2、電極反應(yīng)式、電池的總反應(yīng)

15、方程式和電、電極反應(yīng)式、電池的總反應(yīng)方程式和電池符號的書寫：池符號的書寫：負(fù)極（鋅片）：負(fù)極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極（銅片）：正極（銅片）： Cu2+ + 2e - = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式總化學(xué)方程式）：）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 電池符號電池符號： Zn ZnSO4 CuSO4 Cu 負(fù)極負(fù)極 鹽橋鹽橋 正極正極、鹽橋的作用：、鹽橋的作用：a.使整個裝置構(gòu)成通路，避免氧化劑與還原劑使整個裝置構(gòu)成通路，避免氧化劑與還原劑直接接觸直接接觸。b.陰陽離子的移動陰陽離子的移動平衡電荷。

16、平衡電荷。3、原電池正負(fù)極的判斷、原電池正負(fù)極的判斷電極增重或產(chǎn)生電極增重或產(chǎn)生氣泡氣泡電極溶解電極溶解反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象還原反應(yīng)還原反應(yīng) 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng) 陽離子移向電極陽離子移向電極陰離子移向陰離子移向電極電極離子流動離子流動的方向的方向電子流入電子流入電子流出電子流出電子流動電子流動的方向的方向較弱或者能導(dǎo)電較弱或者能導(dǎo)電的非金屬的非金屬活潑性較活潑性較強(qiáng)強(qiáng)的金屬的金屬電極材料電極材料正極正極負(fù)極負(fù)極判斷依據(jù)判斷依據(jù)判斷金屬判斷金屬的活潑性的活潑性外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路本質(zhì)本質(zhì)特征特征4、電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇、電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇（電池的電極必須導(dǎo)電）（電池

17、的電極必須導(dǎo)電） 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個半反應(yīng)分別在兩個反應(yīng)。但若是兩個半反應(yīng)分別在兩個燒杯中進(jìn)行，則左右兩個燒杯中的電燒杯中進(jìn)行，則左右兩個燒杯中的電解質(zhì)溶液一般應(yīng)解質(zhì)溶液一般應(yīng) 與電極材料具有相同與電極材料具有相同的陽離子。的陽離子。、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)電極反應(yīng)。、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的的電極材料電極材料和和電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 5、原電池的設(shè)計原電池的設(shè)計 例例1、利用、利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，設(shè)計設(shè)計一個原電池一個原電池.CuFeCuSO4FeS

18、O4化合價升高化合價升高 失失2e- 化合價降低化合價降低 得得2e-例例2、 利用此利用此反應(yīng)來設(shè)計原反應(yīng)來設(shè)計原電池，寫出電極反應(yīng)式。并畫出裝置電池，寫出電極反應(yīng)式。并畫出裝置圖圖（Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）化合價降低得化合價降低得2e-Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+化合價升高失化合價升高失2e-CuCCuCl2FeCl3裝置圖裝置圖離子方程式離子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+總結(jié)總結(jié)v1、復(fù)習(xí)回憶了原電池的形成。、復(fù)習(xí)回憶了原電池的形成。v2、進(jìn)一步了解原電池的反應(yīng)原理，、進(jìn)一步了解原電池的反應(yīng)原理，正確書寫電極

19、反應(yīng)式。正確書寫電極反應(yīng)式。v3、利用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計了原、利用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計了原電池。電池。1、下列裝置中電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)的、下列裝置中電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（是（ ）32、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時，陽離子、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時，陽離子（ ）A 移向移向Zn 極，陰離子移向極，陰離子移向Cu 極極B 移向移向Cu 極，陰離子移向極，陰離子移向Zn 極極C 和陰離子都移向和陰離子都移向Zn極極D 和陰離子都移向和陰離子都移向Cu 極極B3、把、把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，相連時

20、，a為負(fù)極；為負(fù)極；c、d相連時，電流由相連時，電流由d到到c；a、c相連時，相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為 ( )Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B4、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是片刻后可觀察到的現(xiàn)象是A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定鐵圈和銀圈左右搖擺不定B. 保持平衡狀態(tài)保持平衡狀態(tài)C. 鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D. 銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜DCu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag化合價升高失化合價升高失2e-化合價降低得化合價降低得2e-電極：負(fù)極是電極：負(fù)極是Cu，正極可