原電池原理示范課

學習目的：體驗化學能與電能互相轉化的探究過程；進一步理解原電池的工作原理和構成原電池的條件；能夠寫出電極反映式和電池反映方程式.第四章電化學基礎

第一節(jié)原電池復習回想1、原電池是____________________的裝置。原電池反映的本質是_______________反映。將化學能轉化為電能氧化還原反映2、如右圖所示，構成的原電池：（1）當電解質溶液為稀H2SO4時：Zn電極是____（填“正”或“負”）極，其電極反映為_______________，該反映是______（填“氧化”或“還原”，下同）反映；Cu電極是______極，其電極反映為___________,該反映是_________反映。負Zn－2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑還原（2）當電解質溶液為CuSO4溶液時：Zn電極是____極，其電極反映為___________，該反映是________反映；Cu電極是____極，其電極反映為_______________,該反映_________反映.負Zn－2e-=Zn2+氧化正Cu2++2e-=Cu還原硫酸銅溶液（能夠）（能夠）（能夠）（不能夠）形成條件一：活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等復習回想:3。判斷下列哪些裝置能構成原電池。為什么？形成條件二：電極需插進電解質溶液中；形成條件三：必須形成閉合回路（2）構成原電池的條件

（1）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬單質或金屬氧化物）作電極。

（2）電極材料均插入電解質溶液中。

（3）兩極相連形成閉合電路。（4）內部條件：能自發(fā)進行氧化還原反映。一、對鋅銅原電池工作原理的進一步探究上面的7號裝置，如何才能形成原電池呢？一、對鋅銅原電池工作原理的進一步探究？提出問題：上圖是原電池，如果用它做電源，不僅效率低，而且時間稍長電流就很快減弱，因此不適合實際應用。這是什么因素造成的呢？有無什么改善方法？硫酸銅溶液造成的重要因素：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，在反映一段時間后，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析出，即在負極（鋅）表面也構成了原電池，進一步加速銅在負極鋅表面析出，致使向外輸出的電流強度削弱。當鋅片表面完全被銅覆蓋后，不在構成原電池了，也就沒有電流在產生。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設計以下圖（書P71圖4-1）所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？改善后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產生電流？鹽橋在此的作用是什么？參考教材72頁得出結論鹽橋的作用：（1）使整個裝置構成通路，替代兩溶液直接接觸。（2）平衡電荷。在整個裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離子遷移完畢的。Zn失去電子形成的Zn2+進入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而帶正電荷。同時，CuSO4則由于Cu2+變?yōu)镃u，使得SO42-相對較多而帶負電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會制止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。由于鹽橋（如KCl）的存在，其中陰離子Cl-向ZnSO4溶液擴散和遷移，陽離子K+則向CuSO4溶液擴散和遷移，分別中和過剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進行，始終到鋅片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+幾乎完全沉淀下來。若電解質溶液與KCl溶液反映產生沉淀，可用NH4NO3替代KCl作鹽橋。上述原電池裝置是將什么反映的化學能轉換成電能的？指出電池的正負極，并分別寫出其中負極和正極的電極反映式以及該電池的總反映方程式。負極（鋅片）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反映）正極（銅片）：Cu2++2e-=Cu（還原反映）電池反映（總化學方程式）：Zn+Cu2+=Zn2++Cu電池符號：

Zn︱ZnSO4‖

CuSO4

︱Cu負極鹽橋正極二、由兩個半電池構成原電池的工作原理（1）把氧化反映和還原反映分開在不同區(qū)域進行，再以適宜方式連接，能夠獲得電流。在這類電池中，用還原性較強的物質作為負極，負極向外電路提供電子；用氧化性較強的物質作為正極，正極從外電路得到電子。在原電池的內部，兩極浸在電解質溶液中，并通過陰陽離子的定向運動而形成內電路。（2）電解質溶液和電極材料的選擇（電池的電極必須導電）電解質溶液普通要能夠與負極發(fā)生反映。但若是兩個半反映分別在兩個燒杯中進行，則左右兩個燒杯中的電解質溶液應與電極材料含有相似的陽離子。①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負極，銅作正極②金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負極，石墨棒作正極③金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負極，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請根據(jù)氧化還原反映:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設計成原電池。你有哪些可行方案?負極：正極：電解質溶液：CuCu–2e-=Cu2+比Cu不活潑的金屬或石墨2Fe3++2e-=2Fe2+

Fe2(SO4

)3、FeCl3等若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質溶液又是什么？試畫出原電池的裝置簡圖。練習：鋅銅原電池產生電流時，陽離子（）A移向Zn極，陰離子移向Cu極B移向Cu極，陰離子移向Zn極C和陰離子都移向Zn極D和陰離子都移向Cu極B

下列裝置中電流表指針會發(fā)生偏轉的是（）C（3）原電池的正負極的判斷辦法

微觀判斷（根據(jù)電子流動方向）電子流出的極電子流入的極——負極——正極較活潑的電極材料較不活潑的電極材料——負極——正極宏觀判斷：①根據(jù)電極材料②根據(jù)原電池電極發(fā)生的反映——負極——正極發(fā)生氧化反映的極發(fā)生還原反映的極③根據(jù)電極增重還是減重④根據(jù)電極有氣泡冒出：質量增加的電極工作后質量減少的電極——正極——負極工作后，有氣泡冒出的電極為正極1.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連構成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產生，則四種金屬的活動性次序由強到弱的為()A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b.>d