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1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第一节第一节 原电池原电池【思考【思考】下列装置是否能形成原电池？下列装置是否能形成原电池？（）（）（）（）【复习一【复习一 】构成原电池的条件：构成原电池的条件：1 1、有两种活动性不同的金属（或金属与非金属）作电极。、有两种活动性不同的金属（或金属与非金属）作电极。2 2、电极材料均插入电解质溶液中、电极材料均插入电解质溶液中( (能发生氧化还原反应）。能发生氧化还原反应）。3 3、两极相连形成闭合电路。、两极相连形成闭合电路。两极一液一连线两极一液一连线负极（活泼金属）：负极（活泼金属）：正极（较不活泼金属做或非金属）：正极（较不活泼金属做或非金属）：电
2、子流出的一极、发生氧化反应电子流出的一极、发生氧化反应电子流入的一极、发生还原反应电子流入的一极、发生还原反应问题问题在左图（）装置中，可以观在左图（）装置中，可以观察到什么现象？察到什么现象？现象现象锌片上有气泡，铜片上无气泡锌片上有气泡，铜片上无气泡（）（）（）（）问题问题在左图（）装置中，可以观在左图（）装置中，可以观察到什么现象？察到什么现象？现象锌片溶解，现象锌片溶解，铜片上有气泡铜片上有气泡分析分析 片能与稀硫酸直接反应放片能与稀硫酸直接反应放出氢气出氢气分析分析铜片上：铜片上：2-=H2 锌片上：锌片上：-=总反应：总反应：Cu Zn稀硫酸e-H+e-H+HHH2Zn2+复习二复
3、习二原电池的工作原理原电池的工作原理氧化还原反应（本质：反应物之间有电子转移）氧化还原反应（本质：反应物之间有电子转移）负极负极（还原性）（还原性）还原反应还原反应氧化反应氧化反应正极正极（氧化性）（氧化性） 失失e 得得e电子电子e电流电流结论结论把氧化反应和还原反应分开在不同的区把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流电流【思考【思考】有什么方法使左图装有什么方法使左图装置构成闭合回路，形成原电池置构成闭合回路，形成原电池呢？呢？盐桥CuSO4溶液CuSO4溶液 G ZnCu 盐桥盐桥 将电解质溶液装将电解质
4、溶液装在倒置的在倒置的U形管中，跨形管中，跨接于两电解质溶液之间，接于两电解质溶液之间，代替两溶液的直接接触，代替两溶液的直接接触，就构成了盐桥。这样使就构成了盐桥。这样使两个烧杯中的溶液连成两个烧杯中的溶液连成一个通路。一个通路。 CuSO4溶液CuSO4溶液 G ZnCu (2)盐桥CuSO4溶液CuSO4溶液 G ZnCu 实验一实验一按下图进行实验，注意观察现象按下图进行实验，注意观察现象实验现象实验现象锌片溶解质量减少；锌片溶解质量减少；铜片上有红色物质析出。铜片上有红色物质析出。结论结论Cu-Zn-CuSO4溶液构成了原电池，称为铜锌原电池溶液构成了原电池，称为铜锌原电池负极负极正
5、极正极（锌片）：（锌片）：（铜片）：（铜片）：电流计指针偏转，并指示电电流计指针偏转，并指示电子是由锌片流向铜片；子是由锌片流向铜片；总电池反应式是：总电池反应式是：一、双液原电池的工作原理一、双液原电池的工作原理实验二实验二继续观察实验一装置中电流计电流强度随时继续观察实验一装置中电流计电流强度随时间延续的情况，以及锌片表面的变化。间延续的情况，以及锌片表面的变化。 实验现象：实验现象：指针偏转角度渐渐减少，同时锌片表面有铜指针偏转角度渐渐减少，同时锌片表面有铜析出。析出。如何设法阻止溶液中的如何设法阻止溶液中的Cu2+在负极锌表面还原以在负极锌表面还原以及能使该装置原电池得到持续、稳定的电
6、流呢？及能使该装置原电池得到持续、稳定的电流呢？设想设想若把装置中左烧杯中的若把装置中左烧杯中的CuSO4溶液换成溶液换成ZnSO4溶液可以吗？溶液可以吗？ 实验三实验三教材教材P71“实验实验4-1” 实验现象：实验现象：盐桥存在时电流计指针偏转，且指针偏转角度盐桥存在时电流计指针偏转，且指针偏转角度随时间的延续几乎保持不变；随时间的延续几乎保持不变；Zn片溶解，无红色物质析出，片溶解，无红色物质析出，Cu片上有红色片上有红色物质析出；物质析出；取出盐桥电流计指针回到零点。取出盐桥电流计指针回到零点。 实验结论：实验结论：ZnCuZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液盐桥构成了盐桥构成了原电池
7、原电池（双液原电池），（双液原电池），能产生持续、稳定的电流；能产生持续、稳定的电流；取出盐桥时没有电流产生，不能形成原电池取出盐桥时没有电流产生，不能形成原电池阅读阅读2第三段，了解盐桥的作用第三段，了解盐桥的作用CuCu2+2+ZnZn+ZnZn2+2+Cu+Cu1. 1. 结构：结构： 根据检流计指针偏转方向根据检流计指针偏转方向知电流方向：知电流方向： CuZn 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。 正极（铜电极）：Cu2+ + 2e- Cu 负极（锌电极）：Zn Zn2+ + 2e-一、双液原电池的工作原理一、双液原电池的工作原理、构造特点：、构造特点：由两个半电池
8、组成，每个半电池中的电极由两个半电池组成，每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应，电池反应的还原与电解质溶液互不反应，电池反应的还原剂与氧化剂分别位于两个半电池中，中间剂与氧化剂分别位于两个半电池中，中间通过盐桥连接形成闭合回路。通过盐桥连接形成闭合回路。、电极反应：、电极反应：负极（负极（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应） 正极（正极（Cu）：）：Cu2+2e-=Cu（还原反应）（还原反应）电池反应：电池反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu3、电子、电流的流向、电子、电流的流向外电路：外电路：电子由负极（电子由负极（Zn片）流向正极（片）流向正极（Cu片）；片）；电流由
9、正极（电流由正极（Cu片）流向负极（片）流向负极（Zn片）；片）；内电路：内电路：阳离子移向正极（阳离子移向正极（Cu片）；阴离子移向负极（片）；阴离子移向负极（Zn片）。片）。、盐桥的作用、盐桥的作用通过阴、阳离子的定向移动，在内电路形成电流回路而不中断电流。通过阴、阳离子的定向移动，在内电路形成电流回路而不中断电流。 、意义：、意义：随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。 小结小结利用反应利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计一个单液，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的原电池，一个双液原电池（使用
10、盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。示意图，并写出电极反应。 参考答案参考答案 (+)(-) G Zn Pt FeCl3溶液负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）(+)(-)ZnCl2溶液FeCl3溶液盐桥 G Zn C 负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()(
11、)()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe2e- Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+
12、H2或或 Fe+H2SO4FeSO4+H22.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是3.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+( D )( Zn AgNO3 C )( Fe Fe2(SO4)3 C )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B.
13、保持平衡状态；保持平衡状态；C. 铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D. 银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；二、原电池的原理及形成条件二、原电池的原理及形成条件 小结小结1、原电池的定义：、原电池的定义： 化学能转变为电能的装置。化学能转变为电能的装置。 、构成原电池的条件：、构成原电池的条件：（1）有两种活动性不同的金属（或金属与非金属）作电极。）有两种活动性不同的金属（或金属与非金属）作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。）两极相连形成闭合电路。两极液连线两极液连线3、原电池的电极：、原电池的电极：材料种类：材料种类：负极：还原剂发生氧化反
14、应的一极；负极：还原剂发生氧化反应的一极；正、负极的判断方法：正、负极的判断方法：电流计指针的偏转方向：电流计指针的偏转方向：电子流出或电流流入的一极为负极，电子流出或电流流入的一极为负极，电子流入或电流流出的一极为正极电子流入或电流流出的一极为正极实验现象：实验现象：电极本身溶解的为负极，电极上有金属或气体析出的为正极电极本身溶解的为负极，电极上有金属或气体析出的为正极正极：氧化剂发生还原反应的一极；正极：氧化剂发生还原反应的一极；金属金属金属（活泼性不同）；金属（活泼性不同）；金属金属非金属；金属非金属；金属金属氧化物等。金属氧化物等。1.关于原电池的叙述中正确的是（关于原电池的叙述中正确
15、的是（ ）A.构成原电池两极的必须是两种不同金属构成原电池两极的必须是两种不同金属B.内电路阳离子移向的一极为正极，外电路电子流出的一极为负极内电路阳离子移向的一极为正极，外电路电子流出的一极为负极C.原电池工作中总是负极溶解，正极上有物质析出原电池工作中总是负极溶解，正极上有物质析出D.原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原2.判断下图装置，哪些能形成原电池（判断下图装置，哪些能形成原电池（ ）3.发生原电池的反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学发生原电池的反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应是（反应是
16、（ ）A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H0 B、NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H0C、4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)H0D、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H0B AEC D 4.某原电池总反应式为：某原电池总反应式为：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，能实现该，能实现该反应的原电池是反应的原电池是( )5.将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入稀H2SO4和和NaOH溶溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。液中，写出两池中的
17、电极反应式和电池反应式。ABCD电极材料电极材料Cu、ZnCu、AgCu、CFe、Zn电解质溶电解质溶液液FeCl3Fe2(SO4)3Fe(NO3)2CuSO4B MgAl稀稀H2SO4原电池：原电池：负极（负极（Mg）：）：Mg-2e-=Mg2+（氧化反应）（氧化反应） 正极（正极（Al）：）：2H+2e-=H2（还原反应）（还原反应）电池反应：电池反应：Mg+2H+=Mg2+H2 AlMgNaOH原电池：原电池：负极（负极（Al）：）：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O（氧化反应）（氧化反应） 正极（正极（Mg）：）：6H2O+6e-=3H2+6OH-（还原反应）（还原反应）
18、 电池反应：电池反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 与金属活动性顺序表与金属活动性顺序表讨论一组问题1. 1. 如果将如果将ZnZn电极换成电极换成FeFe电极，电极，值将如何变化？值将如何变化？2. 2. 欲使置换能力升高即欲使置换能力升高即升高，电极材料如何变换？降低呢？升高，电极材料如何变换？降低呢？3. 3. 如果将如果将H H2 2SOSO4 4稀释，稀释，值将如何变化？值将如何变化？4. 4. 如果将如果将H H2 2SOSO4 4溶液换成同浓度的溶液换成同浓度的CuSOCuSO4 4溶液，溶液，值将如何变化？值将如何变化？5. 5. 是否是否金属越活泼，一定作负极？越不活泼，一定作正极？金属越活泼，一定作负极？越不活泼，一定作正极？