原電池自制課件

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池11、電化學(xué)：2、電化學(xué)裝置分類：閱讀教材P70回答研究化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的裝置、過(guò)程和效率的科學(xué)①產(chǎn)生電流的反應(yīng)→→原電池②借助電流而發(fā)生的反應(yīng)→→電解池1、電化學(xué)：閱讀教材P70回答研究化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的2第一節(jié)原電池一、原電池的原理1、原電池的概念2、原電池反應(yīng)的本質(zhì)3、銅鋅原電池（實(shí)驗(yàn)1）4、銅鋅原電池原理的進(jìn)一步探究（實(shí)驗(yàn)2）5、形成原電池的條件二、原電池的設(shè)計(jì)第一節(jié)原電池一、原電池的原理3一、原電池1、原電池是______________________的裝置。2、原電池反應(yīng)的本質(zhì)是____________________反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反應(yīng)3、銅鋅原電池：（1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)：Zn電極是____（填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)為_______________，該反應(yīng)是______（填“氧化”或“還原”，下同）反應(yīng)；Cu電極是______極，其電極反應(yīng)為_______________,該反應(yīng)是_________反應(yīng)。（2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液時(shí)：Zn電極是____極，其電極反應(yīng)為_____________，該反應(yīng)是________反應(yīng)；Cu電極是____極，其電極反應(yīng)為_______________,該反應(yīng)_____反應(yīng).負(fù)Zn－2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑還原負(fù)Zn－2e-=Zn2+氧化正Cu2++2e-=Cu還原一、原電池1、原電池是___________________4（2）造成的主要原因：當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀硫酸時(shí)，由于在銅極上很快就聚集了許多氫氣，把銅電極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就增加了電池的內(nèi)阻，使電流不能暢通，這種作用稱為極化作用。當(dāng)電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液時(shí)，因?yàn)樨?fù)極的鋅片和銅離子反應(yīng)，在鋅片上生成銅單質(zhì)，結(jié)果就是負(fù)極本身就成了原電池，因此外電路中不會(huì)有電流持續(xù)產(chǎn)生。4、對(duì)銅鋅原電池工作原理的進(jìn)一步探究為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如下圖（書P71圖4-1）所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？（1）提出問(wèn)題：剛才做的實(shí)驗(yàn)是我們?cè)诒匦?中學(xué)習(xí)過(guò)的的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么原因造成的呢？有沒有什么改進(jìn)措施？（2）造成的主要原因：4、對(duì)銅鋅原電池工作原理的進(jìn)一步探究5此電池的優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。（3）鹽橋制法：

1、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。2、將KCl或NH4NO3的飽和溶液裝入U(xiǎn)形管，用棉花堵住管口即可。此電池的優(yōu)點(diǎn)：（3）鹽橋制法：6實(shí)驗(yàn)（書71頁(yè)實(shí)驗(yàn)4-1）實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：分析：改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是什么？參考教材72頁(yè)第三段有鹽橋存在時(shí)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過(guò)電路。取出鹽橋，電流計(jì)指針即回到零點(diǎn)，說(shuō)明沒有電流通過(guò)。實(shí)驗(yàn)（書71頁(yè)實(shí)驗(yàn)4-1）實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：分析：改進(jìn)后的裝7（4）鹽橋的作用：1、使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。

由于鹽橋（如KCl）的存在，其中陰離子Cl-向ZnSO4溶液擴(kuò)散和遷移，陽(yáng)離子K+則向CuSO4溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過(guò)剩的電荷，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CuSO4溶液中的Cu2+幾乎完全沉淀下來(lái)。若電解質(zhì)溶液與KCl溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作鹽橋。

2、平衡電荷。在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離子遷移完成的。取出鹽橋，Zn失去電子形成的Zn2+進(jìn)入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而帶正電荷。同時(shí)，CuSO4則由于Cu2+變?yōu)镃u，使得SO42-相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。（4）鹽橋的作用：由于鹽橋（如KCl）的存在8請(qǐng)同學(xué)們思考：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。ZnSO4溶液CuSO4溶液負(fù)極（鋅片）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（銅片）：Cu2++2e-=Cu（還原反應(yīng)）電池反應(yīng)（總離子方程式）：Zn+Cu2+=Zn2++Cu電池符號(hào)：

Zn︱ZnSO4‖

CuSO4

︱Cu

負(fù)極鹽橋正極（5）、鋅銅原電池工作原理?請(qǐng)同學(xué)們思考：上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換9mACuZn2+Cu2+SO42-SO42-ZnK+Cl-Zn2+mAZn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu離子通道離子庫(kù)外電路內(nèi)電路—氧化反應(yīng)鹽橋還原反應(yīng)+負(fù)極正極mACuZn2+Cu2+SO42-SO42-ZnK+Cl105、實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等5、實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以11（可以）（不可以）形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；（可以）（不可以）形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；12形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（可以）形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（可以）13注：形成原電池的條件

（1）一般是活潑性不同的兩種金屬（或其中一種為能導(dǎo)電的非金屬）作電極。

（2）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。

（4）能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。注：形成原電池的條件（1）一般是活潑性不同的兩種金屬（或其14ABCDEFMN例.下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？OVXVVXXXXVABCDEFMN例.下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？OVXVVX15二、原電池的設(shè)計(jì)①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極②金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨棒作正極③金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負(fù)極，PbO2作正極④惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt（電池的電極必須導(dǎo)電）電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)與電極材料具有相同的陽(yáng)離子。二、原電池的設(shè)計(jì)①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作16練習(xí)：.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）電極X的材料是_________；電解質(zhì)溶液Y是____；（2）銀電極為電池的_______極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_____________；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為___________；（3）外電路中的電子是從_____電極流向______電極。銅AgNO3正2Ag++2e-=2AgCu-2e-=Cu2+AgCu練習(xí)：.依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq)+Cu(s)17實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)請(qǐng)利用：

Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生持續(xù)電流的原電池裝置,畫出此裝置簡(jiǎn)圖。1、注明原電池的正極和負(fù)極2、注明外電路中電子的流向3、寫出電極反應(yīng)式作業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)請(qǐng)利用：Cu+2Fe3+=Cu218小結(jié)１、原電池:（1）由兩個(gè)半電池組成的銅鋅原電池的工作原理一、原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。

2、原電池的工作原理