原電池的工作原理高二上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修1

原電池原電池的工作原理01化學(xué)電源02一、原電池的工作原理（一）原電池的基本概念1.定義：原電池是指把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.原電池的構(gòu)成條件：本質(zhì)：自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)①兩種活潑性不同的電極（或C棒）②兩電極均浸入電解質(zhì)溶液③形成閉合電路CuZn

稀硫酸---Zn2+H+H+燈泡正極得電子2H＋＋2e－=H2↑還原反應(yīng)失電子Zn－2e－=Zn2＋

氧化反應(yīng)負(fù)極（二）原電池的工作原理分析1.能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能2.電極反應(yīng)：以銅-鋅-稀硫酸原電池為例CuZn---Zn2+H+H+負(fù)極正極陽(yáng)離子陰離子正極負(fù)極SO42-Ae-①電子：沿導(dǎo)線（外電路）移動(dòng)，負(fù)極→正極②電流：在導(dǎo)線中，正極→負(fù)極③離子：在電解質(zhì)溶液（內(nèi)電路）中移動(dòng)，陽(yáng)離子→正極；陰離子→負(fù)極

離子不上岸，電子不入水3.電流、電子、離子流向：4、原電池的正負(fù)極的判斷方法微觀判斷（根據(jù)電子流動(dòng)方向）電子流出的極電子流入的極——負(fù)極——正極較活潑的電極材料較不活潑的電極材料

質(zhì)量增加的電極工作后質(zhì)量減少的電極——負(fù)極——正極——正極——負(fù)極工作后，有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極宏觀判斷：①根據(jù)電極材料②根據(jù)原電池電極發(fā)生的反應(yīng)③根據(jù)電極質(zhì)量的變化④根據(jù)電極有氣泡冒出：——負(fù)極——正極電極判斷：比較得失電子能力，失電子能力強(qiáng)的為負(fù)極，得電子為正極失電子順序：K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe…Cu>Hg>Ag

>Pt

>Au

得電子順序：強(qiáng)氧化性物質(zhì)（濃HNO3、濃H2SO4）>Ag+

＞Fe3＋

>Cu2+>H+(酸)

>

Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2+>

Zn2+

＞H＋(水)

>

Al3+

>Mg2+練習(xí):判斷下列原電池的正負(fù)極？1、Fe-Cu濃H2SO43、Mg-AlNaOH2、Fe-CuH2SO4鋅銅原電池裝置示意圖5.鹽橋

作用：①連接內(nèi)電路，形成閉合回路；②平衡電荷，使溶液呈電中性。鹽橋制法：將熱的瓊膠溶液倒入U(xiǎn)形管中(注意不要產(chǎn)生裂隙)，將冷卻后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的飽和溶液中即可。氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液鹽橋失e-，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)Cu2++2e-=Cu陰離子陽(yáng)離子負(fù)極正極陽(yáng)離子銅鋅雙液原電池原理外電路內(nèi)電路Zn+Cu2+=Zn2++Cu2e-電極反應(yīng)總式：化學(xué)能電能氧化還原反應(yīng)原電池反應(yīng)本質(zhì)：6、原電池的表示方法：

(-)Zn|Zn2+(C1)‖

Cu2+(C2)|Cu(+)

“|”表示液-固相有一界面；“‖”表示鹽橋。在有氣體參加的電池中還要表明氣體的壓力，溶液要表明濃度。(1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例1、下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（）A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；C7、原電池原理應(yīng)用(2)比較反應(yīng)速率快慢例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是（）A.純鋅和1mol/L硫酸；B.純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸；D.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D例3：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)(3)比較金屬腐蝕的快慢(4)判斷溶液pH值變化例4：在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L，若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到0.168L氣體，則流過(guò)導(dǎo)線的電子為_(kāi)_________mol，反應(yīng)后溶液的氫離子的濃度為_(kāi)________？（溶液體積變化忽略不計(jì)）0.2解得：y

＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝1.75×10﹣1(mol/L)－0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-

＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e-

——H2↑0.175mol/L0.015(5)原電池原理的綜合應(yīng)用例5：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。“熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開(kāi)塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在?！盁岱蟠笔抢?/p>

放出熱量。2)炭粉的主要作用是

。3)加入氯化鈉的主要作用是

。4)木屑的作用是

。鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化氯化鈉溶于水，形成電解質(zhì)溶液.摩擦生熱，產(chǎn)生啟動(dòng)反應(yīng)的熱量，使用“熱敷袋”受熱均勻.化學(xué)電池的組成組成負(fù)極正極電解質(zhì)

電極材料電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)電子流向反應(yīng)類(lèi)型能導(dǎo)電的物質(zhì)還原性較強(qiáng)的物質(zhì)(多是金屬電極本身)氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)酸溶液堿溶液鹽溶液或熔融液流出電子流入電子氧化反應(yīng)還原反應(yīng)總結(jié)1．分析下圖所示的四個(gè)原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(

)A．①②中Mg作負(fù)極，③④中Fe作負(fù)極B．②中Mg作正極，電極反應(yīng)式為6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋D．④中Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑B練習(xí)2.有A，B，C，D，E五塊金屬片，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①A，B用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，A極為負(fù)極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)；⑤B、E相連后，同時(shí)浸入稀H2SO4溶液中，B極質(zhì)量減小。據(jù)此，判斷五種金屬的活動(dòng)性順序是()A．A>B>C>D>E

B．A>C>D>B>EC．C>A>B>D>E

D．B>D>C>A>E