原電池的原理及其應用同步課件【高效課堂+備課精研】 高二化學人教版（2019）選擇性必修1

第四章

化學反應與電能第一節(jié)

第1課時

原電池原電池的工作原理【課前引入】現(xiàn)代生活離不開方便實用的化學電源。原電池：能把

轉(zhuǎn)化為

的裝置化學能電能原電池定義：把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，叫做原電池電極：Zn片、Cu片電解質(zhì)溶液：稀硫酸、簡稱電解液原電池的組成結(jié)構(gòu)導線1.組成原電池的條件以鋅銅原電池為例①需要一個自發(fā)進行的氧化還原反應②需要兩個活潑性不同的電極③需要電解質(zhì)溶液④需要構(gòu)成閉合回路自制水果電池2、原電池正負極的判斷判斷依據(jù)電子流向電流流向離子移向電極反應電極現(xiàn)象電極材料負極正極較活潑金屬較不活潑金屬（非金屬）電子流出電子流入電流流入電流流出陰離子移向陽離子移向氧化反應還原反應電極減輕電極增重或有氣泡產(chǎn)生整個電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動產(chǎn)生電流外電路：內(nèi)電路：陽離子（+）→正極；陰離子（-）→負極電子不能通過電解質(zhì)溶液：電子不下水離子不能通過金屬導體：離子不上岸2.離子流向：1.電流流向：正極→負極；

電子流向：負極→正極正正負負一致存在的問題：將鋅片、銅片置于稀硫酸中并以導線連接起來組成原電池，可以獲得電流。這種原電池中氧化反應和還原反應并沒有完全隔開，如鋅與其接觸的稀硫酸發(fā)生反應，電流會逐漸衰減。一．原電池原理2．實驗4-1雙液電池將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個鹽橋連接鹽橋：裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，離子可以在其中自由移動。一．原電池原理3．原電池中鹽橋的作用：(1)通過鹽橋中離子的定向移動，平衡電荷，使連接的兩溶液保持電中性(2)使兩個隔離的電解質(zhì)溶液連接起來，構(gòu)成閉合回路，使電流持續(xù)傳導。(3)使用鹽橋是將兩個半電池完全隔開，減少副反應，可以獲得單純的電極反應，有利于最大限度地將化學能轉(zhuǎn)化為電能。一．原電池原理4．雙液電池的工作原理

SO42－Zn2+e－e－SO42－Cu2+K+CuZnK+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－Cl－K+K+K+K+Cl－Cl－K+Cl－Cl－Cl－Cl－K+負極正極Zn－

2e－＝Zn2＋電子流出，電流流入氧化反應陰離子移向Cu2＋＋2e－＝Cu電流流出，電子流入還原反應陽離子移向鹽橋中的陰離子移向負極區(qū)，陽離子移向正極區(qū)【典例1】有關(guān)如圖所示原電池(鹽橋中吸附有KNO3飽和溶液)的敘述不正確的是()A．鹽橋中的K＋向Cu片一極移動B．電子沿導線由Cu片流向Ag片C．正極的電極反應是Ag＋＋e－==AgD．Cu片上發(fā)生氧化反應，Ag片上發(fā)生還原反應【答案】A鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.銅電極上發(fā)生氧化反應B.電池工作一段時間后，甲池的c()減小C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡C原電池的應用二．原電池的應用1．加快氧化還原反應的速率構(gòu)成原電池的反應速率比直接接觸的反應速率快，例如，在鋅與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應生成Cu，從而形成Cu－Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2的速率。二．原電池的應用2．比較金屬活動性強弱(負極>正極)例如，有兩種金屬a和b，用導線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。由此可判斷出a是負極、b是正極，且金屬活動性：a>b。3.金屬的防護。使被保護的金屬制品作原電池正極而得到保護。二．原電池的應用4．設計原電池理論上，任何一個自發(fā)的氧化還原反應，都可以設計成原電池。(a)外電路負極——化合價升高(失電子)的物質(zhì)正極——活潑性弱的物質(zhì)，一般選碳棒(b)內(nèi)電路：化合價降低的物質(zhì)作電解質(zhì)溶液。如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2負極：A液：正極：B液：鹽橋

CuC/PtCuSO4/CuCl2AgNO3負極：A液：正極：B液：鹽橋

ZnC/PtZnSO4/ZnCl2CuSO4

(1)電極X的材料是_____;Y是________。(2)銀電極發(fā)生的電極反應為___________________,X電極上發(fā)生的電極反應為_____________________(3)若最初兩電極質(zhì)量相等，當外電路中有0.2mol電子通過時，兩電極質(zhì)量差為____g．CuAgNO3

28以NiOOH—Zn(KOH為電解質(zhì))電池為例，電池總反應為：

負極劑：_________；電子平______________________________；產(chǎn)物：________；電荷平______________________________原子平：___________________正極劑：_________；電子平：______________________________產(chǎn)物：_______；電荷平：_____________________________原子平：___________________ZnZnO22-NiOOH效果檢測1．如圖所示，下列對于該原電池的敘述正確的是()A．銅是負極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B．銅片質(zhì)量逐漸減小C．電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片D．氫離子在銅片表面被還原【答案】D2．（2021·甘肅靖遠·高二期末）下列裝置中，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是A．

B．

C．

D．【答案】D3．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A．正極和負極必須是兩種不同的金屬B．原電池是把化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置C．原電池工作時，正極和負極上發(fā)生的都是氧化還原反應D．鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極就有0.1g氫氣生成【答案】B4．把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，外電路的電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時，d極逐漸溶解，則四種金屬的活動性由強到弱的順序為（）A．a(chǎn)>b>c>d B．a(chǎn)>c>d>b C．c>a>d>b D．b>d>c>a【答案】B5．（2021·安徽·高二月考）NO2是大氣的主要