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1、原电池原理,电极反应式 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、原电池：一、原电池：将化学能转化为电能的装置将化学能转化为电能的装置思考：在如下图所示的思考：在如下图所示的8 8个装置中，个装置中，属于原电池的有属于原电池的有_。v能自发进行氧化还原反应（本质）能自发进行氧化还原反应（本质）v两个活泼性不同的电极两个活泼性不同的电极v有电解质溶液有电解质溶液v形成闭合回路形成闭合回路1、原电池的构成条件、原电池的构成条件:CuZn-Zn2+H+H+SO4
2、2-原电池工作原理原电池工作原理2、原电池工作原理原电池工作原理v电极及反应：电极及反应：v负极：电子流出或电流流入的极，氧化反应负极：电子流出或电流流入的极，氧化反应v正极：电子流入或电流流出的极，还原反应正极：电子流入或电流流出的极，还原反应v电荷流向：电荷流向：v电子：负极电子：负极正极正极v电流：正极电流：正极负极负极v离子：阴离子离子：阴离子负极负极v阳离子阳离子正极正极v放电现象：放电现象：v负极：溶解或减轻负极：溶解或减轻v正极：增重或放出气泡正极：增重或放出气泡正负极的判断方法（优化设计）正负极的判断方法（优化设计）电子流出或电流流入的一极电子流出或电流流入的一极电子流入电子流
3、入或电流流出或电流流出的一极的一极负极负极正极正极较活泼的一极较活泼的一极较不活泼的一极较不活泼的一极负极负极正极正极根据电根据电子或电子或电流流向流流向根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极发生的反应发生的反应负极负极正极正极发生氧化反应的极发生氧化反应的极发生还原反应的极发生还原反应的极根据电极反应现象根据电极反应现象根据溶液中离子移动的方向根据溶液中离子移动的方向溶解或减轻的一极溶解或减轻的一极增重或放出气泡的一极增重或放出气泡的一极阴离子移向的一极阴离子移向的一极阳离子移向的一极阳离子移向的一极负极负极正极正极负极负极正极正极石墨石墨Al 稀硫酸稀硫酸（1）说明反应的现象
4、；）说明反应的现象；（2）判断正负极；）判断正负极；（3）写出电极反应式；）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固巩固练习练习1MgFe 稀硫酸稀硫酸（1）说明反应的现象；）说明反应的现象；（2）判断正负极；）判断正负极；（3）写出电极反应式；）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固巩固练习练习2提出问题：提出问题：左图是原电池，如果用左图是原电池，如果用它做电源，不但效率低，它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实快减弱，因此不
5、适合实际应用。际应用。这是什么原因这是什么原因造成的呢？有没有造成的呢？有没有什么改进措施？什么改进措施？造成的主要原因：造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原当
6、锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池了，也就没有电流在产生。电池了，也就没有电流在产生。改进措施？改进措施？将锌片与硫酸铜溶液隔离将锌片与硫酸铜溶液隔离ZnSO4ZnSO4溶液溶液溶液溶液CuSO4CuSO4溶液溶液溶液溶液1.1.烧杯中加什么溶液？烧杯中加什么溶液？2 2、上述装置构成原电池了吗？为什么？、上述装置构成原电池了吗？为什么？3 3、怎样才能构成原电池呢？、怎样才能构成原电池呢？不与锌反应的溶液，一般加金属对应的不与锌反应的溶液，一般加金属对应的盐溶液。盐溶液。盐桥中通常装有含盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂饱和溶液的琼脂K+和和Cl-在盐桥中能移动在盐桥中能移动盐桥的作用
7、：盐桥的作用：1.1.勾通内电路勾通内电路 2.2.平衡电荷，使溶液呈电中性平衡电荷，使溶液呈电中性SO42Zn2+eeSO42Cu2+K+盐桥盐桥工作示意图工作示意图CuZnK+ClK+ClK+ClK+ClK+ClClK+K+ClK+K+K+ClClK+ClClCl锌半电池锌半电池铜半电池铜半电池电极反应：电极反应：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Cu2+2e-=CuZn2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+Cu锌铜原电池（盐桥）锌铜原电池（盐桥）ZnSOZnSO4 4溶液溶液溶液溶液CuZnCuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液盐桥盐桥 3 3、工作原理、工作原理：知识小结知识小
8、结二二.有盐桥的原电池有盐桥的原电池：1 1、盐桥的成分：、盐桥的成分：通常装有含通常装有含KClKCl饱和溶液的琼脂饱和溶液的琼脂 Cl-Cl-移向负极，移向负极，K+K+移向正极移向正极（使烧杯中的溶液呈电中性）（使烧杯中的溶液呈电中性）2 2、盐桥的作用：、盐桥的作用：勾通内电路勾通内电路;平衡电荷，使溶液呈电中性平衡电荷，使溶液呈电中性负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-=Zn2+氧化反应氧化反应Cu2+2e-=Cu还原反应还原反应Zn+Cu2+=Zn2+Cu银半电池银半电池铜半电池铜半电池电极反应：电极反应：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Cu2e-=Cu2+2
9、Ag+2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2+2Ag铜银原电池（盐桥）铜银原电池（盐桥）AgNOAgNO3 3溶液溶液溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液CuAg盐桥盐桥 问题解决问题解决CuSO4溶液溶液AFe知识递进知识递进优点：优点：1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，增加了原电池的使用寿命增加了原电池的使用寿命2.离子在盐桥中作定向移动，减少了离子的混乱，离子在盐桥中作定向移动，减少了离子的混乱，使离子移动更加有序，电流持续稳定使离子移动更加有序，电流持续稳定，提高了原电池的使用效率提高了原电池的使用效率A补：特殊原电池：Mg
10、AlNaOH补：特殊原电池：CuFe或或Al浓浓HNO3补：特殊原电池：(钢铁的腐蚀再讲）CuFeNaCl溶液溶液空气空气1、将等质量的两份锌粉、将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫分别加入过量的稀硫酸，同时向酸，同时向a中加少量中加少量CuSO4溶液，下列各图中产溶液，下列各图中产生氢气的体积生氢气的体积VL与时间与时间tmin的关系，正确的是的关系，正确的是（）A B C DA三、原电池原理的应用三、原电池原理的应用1、加快氧化还原反应的速率、加快氧化还原反应的速率2、有、有A、B、C、D四种金属，将四种金属，将A与与B用导线联用导线联结起来浸入稀结起来浸入稀H2SO4中，中，B极产
11、生气泡，将极产生气泡，将A、D分别浸入等浓度盐酸中，分别浸入等浓度盐酸中，D比比A反应剧烈，将反应剧烈，将Cu浸浸入入B的盐溶液中，无明显变化，如果把铜浸入的盐溶液中，无明显变化，如果把铜浸入C的的盐溶液中，有金属盐溶液中，有金属C析出，据此判断它们的活泼性析出，据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是（由强到弱的顺序是（）、B2、比较金属活动性强弱、比较金属活动性强弱3、下列装置中四块相同的、下列装置中四块相同的ZnZn片，放置一段时片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)3、金属腐蚀快慢比较及金属的保护、金属腐蚀快慢比较及金属的保护4、下列
12、化学反应有可能设计成原电池的是（、下列化学反应有可能设计成原电池的是（）B、DA、CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2OB、Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2C、Na2SO3+2H2SO4Na2SO4+SO2+H2OD、CH4+2O2CO2+2H2O4、设计电池、寻求和制造化学电源、设计电池、寻求和制造化学电源原电池的设计方法归纳：原电池的设计方法归纳：1、将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个反应，分别做原电池的负极和正极。反应，分别做原电池的负极和正极。2、确定电极材料确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单如发生氧化反应的物质为金
13、属单质，可用该金属直接做负极，质，可用该金属直接做负极，(如为气体或溶液中如为气体或溶液中的还原性离子可用惰性电极做负极的还原性离子可用惰性电极做负极)；发生还原反；发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。应的电极材料必须不如负极材料活泼。3、确定电解质溶液确定电解质溶液：一般选用反应物中的电解质：一般选用反应物中的电解质溶液溶液4、构成闭合回路构成闭合回路理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。请根据反应：请根据反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计一个原电池设计一个原电池正极负极装置图电解质溶液电极材料电极反应思考与交流
14、思考与交流拓展加深拓展加深：利用反应：利用反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥）设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。，画出原电池的示意图，并写出电极反应。参考答案参考答案(+)(-)G Cu Pt FeCl3溶液溶液负极（负极（Cu）：）：Cu-2e-=Cu2+（氧化反应）（氧化反应）正极（正极（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）（还原反应）(+)(-)盐桥盐桥CuCCuCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液G(高考真题）依据氧化还原反应：高考真题）依据氧化还原反应：2A
15、g 2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu(aq)+Cu(s)=Cu2+2+(aq)+2Ag(s)(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，设计的原电池如图所示，请回答下列问题：请回答下列问题：（1 1）电极）电极X X的材料是的材料是 ；电解质溶液电解质溶液Y Y是是 ；（2 2）银电极为电池的）银电极为电池的极，极，发生的电极反应为发生的电极反应为 X X电极上发生的电极反应为电极上发生的电极反应为 ；（3 3）外电路中的电子是从）外电路中的电子是从电极电极 流向流向电极。电极。CuCuAgNOAgNO3 3正正X XAgAgCu2e-=Cu2+2Ag+2e-=2Ag某高二化学兴趣小组为了探
16、索铝电极在原电池中的作某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：试根据上表中的实验现象回答下列问题：试根据上表中的实验现象回答下列问题：编号编号 电极材料电极材料 电解质溶液电解质溶液 电流计指针偏转方向电流计指针偏转方向 1 1MgMg、Al Al 稀盐酸稀盐酸 偏向偏向Al Al 2 2AlAl、Cu Cu 稀盐酸稀盐酸 偏向偏向Cu Cu 3 3AlAl、石墨、石墨 稀盐酸稀盐酸 偏向石墨偏向石墨 4 4MgMg、Al Al NaOH NaOH 偏向偏向Mg Mg 5 5AlAl、Zn Zn
17、浓硝酸浓硝酸 偏向偏向Al Al 实验实验1 1、2 2中中 Al Al所作的电极是否相同？所作的电极是否相同？写出实验写出实验3 3中的电极反应式和电池总反应方程式。中的电极反应式和电池总反应方程式。某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：试根据上表中的实验现象回答下列问题：试根据上表中的实验现象回答下列问题：编号编号 电极材料电极材料 电解质溶液电解质溶液 电流计指针偏转方向电流计指针偏转方向 1 1MgMg、Al Al 稀盐酸稀盐酸 偏向偏向Al
18、 Al 2 2AlAl、Cu Cu 稀盐酸稀盐酸 偏向偏向Cu Cu 3 3AlAl、石墨、石墨 稀盐酸稀盐酸 偏向石墨偏向石墨 4 4MgMg、Al Al NaOH NaOH 偏向偏向Mg Mg 5 5AlAl、Zn Zn 浓硝酸浓硝酸 偏向偏向Al Al 实验实验4 4中中 Al Al做正极还是做负极，为什么？写出做正极还是做负极，为什么？写出AlAl电极的电极反应式。电极的电极反应式。解释实验解释实验5 5中电流计指针偏向中电流计指针偏向AlAl的原因？的原因？根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响。负极受到哪些
19、因素的影响。化学电源（见课本）v碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，故得到广泛碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，故得到广泛应用锌应用锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：总反应式为：ZnZn（s s）+2MnO+2MnO2 2（s s）+2H+2H2 2O O（l l）ZnZn（OHOH）2 2（s s）+MnOOH+MnOOH（s s），下列），下列说法错误的是（）说法错误的是（）vA A电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子vB B电池正极的电极反应式为：电池正极的电极反应式为：v2MnO2MnO2 2（s s）+2H+2H
20、2 2O O（l l）+2e-=2MnOOH+2e-=2MnOOH（s s）+2OH-+2OH-（aqaq）vC C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负电池工作时，电子由正极通过外电路流向负 极极vD D外电路中每通过外电路中每通过O.2molO.2mol电子，锌的质量理论电子，锌的质量理论 上减小上减小6.5g6.5gCv生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的金棚架上均匀涂上膏状的PbSOPbSO4 4，干燥后再，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：安装，充电后即可使用，发生的反应是：2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2
21、2OPbOOPbO2 2+Pb+2H+Pb+2H2 2SOSO4 4，下列对铅蓄，下列对铅蓄电池的说法错误的是（电池的说法错误的是（）vA.A.需要定期补充硫酸需要定期补充硫酸vB.B.工作时铅是负极，工作时铅是负极，PbOPbO2 2是正极是正极vC.C.工作时负极上发生的反应是：工作时负极上发生的反应是：v Pb-2e-+SO Pb-2e-+SO4 42-2-=PbSO4=PbSO4vD.D.工作时电解质的密度减小工作时电解质的密度减小Av一种甲醇、氧气作电极，强碱溶液作电解质的新一种甲醇、氧气作电极，强碱溶液作电解质的新型手机电池，可连续使用一个月，其电型手机电池，可连续使用一个月，其电
22、 池反应为池反应为2CH2CH3 3OHOH3O3O2 24OH4OH 2CO 2CO3 32 26H6H2 2O O，则有关说，则有关说v法正确的是法正确的是()A A放电时放电时CHCH3 3OHOH参与反应的电极为正极参与反应的电极为正极B B放电时负极的电极反应为放电时负极的电极反应为vCHCH3 3OHOH8OH8OH6e6e=CO=CO3 32 26H6H2 2O OC C标准状况下，通入标准状况下，通入5.6 L O25.6 L O2并完全反应并完全反应后，有后，有0.5 mol0.5 mol电子转移电子转移D D放电一段时间后，通入氧气的电极附近放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的溶液的pHpH降低降低 B