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1、2023/5/1820202021学年高中化学年高中化学苏教版选修学苏教版选修4专题专题1第第二单元第二单元第1课时原电池的课时原电池的工作原理课件工作原理课件1以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理。以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理。2会判断原电池的正、负极。会判断原电池的正、负极。3学会原电池电极反应式的书写方法。学会原电池电极反应式的书写方法。1氧氧化化还还原原反反应应中中，氧氧化化剂剂得得到到电电子子，发发生生_反反应应。还还原原剂剂失去失去电电子，子，发发生生_反反应应。整个。整个过过程中有程中有电电子的子的转转移。移。2将将Zn放入放入CuSO4溶液中，写出反溶液中，写出反应
2、应的化学方程式并的化学方程式并标标出出电电子子转转移的方向和数目：移的方向和数目：_。还还原原氧化氧化一、原一、原电电池的概念及构成条件池的概念及构成条件1概念概念将将_转转化化为为_的装置。的装置。2构成原构成原电电池的条件池的条件(1)两个两个_不同的不同的电电极极(材料可以是材料可以是_或或_)。(2)电电极均插入极均插入_中。中。(3)构成构成_。(4)能自能自发发地地发发生氧化生氧化还还原反原反应应。化学能化学能电电能能活活泼泼性性金属金属导电导电的非金属的非金属电电解解质质溶液溶液闭闭合回路合回路二、原二、原电电池的工作原理池的工作原理(以以铜锌铜锌原原电电池池为为例例)装置装置举
3、举例例Zn电电极极Cu电电极极现现象象锌锌片逐片逐渐渐溶解溶解铜铜片上有片上有红红色色物物质质沉沉积积得失得失电电子子_电电子子_电电子子正、正、负负极判断极判断_极极_极极电电子流向子流向流出流出流入流入反反应类应类型型_反反应应_反反应应电电极反极反应应式式总总反反应应方程式方程式_盐桥盐桥的作用的作用使使带电带电离子通离子通过过,平衡两个半平衡两个半电电池中的池中的电电荷荷失失得得负负正正氧化氧化还还原原1如如图图所示的装置中能所示的装置中能够组够组成原成原电电池池产产生生电电流的是流的是()解解析析：依依据据构构成成原原电电池池的的四四个个必必要要条条件件分分析析：A中中两两电电极极相
4、相同同；C中中没没有有构构成成闭闭合合回回路路；D中中酒酒精精是是非非电电解解质质。唯唯有有B符符合合条条件。件。B2有关原有关原电电池的下列池的下列说说法中正确的是法中正确的是()A在外在外电电路中路中电电子由正极流向子由正极流向负负极极B在原在原电电池中，只有金属池中，只有金属锌锌作作负负极极C原原电电池工作池工作时时，阳离子向正极方向移，阳离子向正极方向移动动D原原电电池工作池工作时时，阳离子向，阳离子向负负极方向移极方向移动动解解析析：在在外外电电路路中中，电电子子从从负负极极流流向向正正极极，A错错误误；在在原原电电池池中中活活泼泼金金属属作作负负极极，而而不不一一定定是是锌锌；随随
5、着着反反应应的的进进行行，阳阳离离子子在在正正极极被被还还原原，所所以以电电解解质质溶溶液液中中的的阳阳离离子子向向正正极极移移动动,而而阴离子向阴离子向负负极移极移动动。C感悟感悟导导引引1判断下列判断下列说说法是否正确：法是否正确：(1)原原电电池的池的负负极失去极失去电电子，子，发发生氧化反生氧化反应应。()(2)原原电电池池的的负负极极失失去去电电子子，电电解解质质溶溶液液中中的的阳阳离离子子在在负负极极上上发发生生还还原反原反应应。()(3)原原电电池工作池工作过过程中正极的程中正极的质质量一定会增加。量一定会增加。()原原电电池正、池正、负负极的判断极的判断原电池有两个电极：一个是
6、正极，一个是负极，判断正极和原电池有两个电极：一个是正极，一个是负极，判断正极和负极的方法如下：负极的方法如下：1由组成原电池两极的电极材料判断。一般是活泼的金属为由组成原电池两极的电极材料判断。一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。2根据电流方向或电子流动方向判断。外电路中，电流是由根据电流方向或电子流动方向判断。外电路中，电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。3根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断。在根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断。在原
7、电池的电解质溶液中，阳离子移向的极是正极，阴离子移原电池的电解质溶液中，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。向的极是负极。4根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。5依据现象判断。溶解的一极为负极，质量增加或者有气体依据现象判断。溶解的一极为负极，质量增加或者有气体放出的一极为正极。放出的一极为正极。(2019金华高二质检金华高二质检)将将Mg条、条、Al条平行插入一定浓度条平行插入一定浓度的的NaOH溶液中，用导线、电流计连接成原
8、电池，此电池工溶液中，用导线、电流计连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是作时，下列叙述中正确的是()NaOH(aq)答案答案B误误区区警警示示由由活活泼泼性性不不同同的的电电极极材材料料组组成成的的原原电电池池中中，判判断断电电极极正正负负时时不不能能仅仅考考虑虑活活泼泼性性差差异异，还还要要考考虑虑电电解解质质溶溶液液等等，需需综综合考合考虑虑。将将例例1中中的的NaOH溶溶液液用用浓浓硝硝酸酸代代替替，则则外外电电路路中中电电子子由由_电电极极流流向向_电电极极，在在_电电极极上上有有_色色气气体体产产生。生。MgAlAl红红棕棕感悟感悟导导引引2判断下列判断下列说说法是否正确：
9、法是否正确：(1)原原电电池中活池中活泼泼金属材料一定作金属材料一定作负负极。极。()(2)向向锌锌与与稀稀H2SO4的的反反应应体体系系中中滴滴加加少少量量CuSO4溶溶液液，可可加加快快H2的生成速率。的生成速率。()(3)理理论论上任何一个放上任何一个放热热反反应应均可以均可以设计设计成一个原成一个原电电池。池。()原电池原理的应用原电池原理的应用1加快氧化加快氧化还还原反原反应应的速率的速率例例如如：在在锌锌与与稀稀H2SO4反反应应时时加加入入少少量量CuSO4溶溶液液能能使使产产生生H2的速率加快。的速率加快。2比比较较金属活金属活动动性的性的强强弱弱例例如如：有有两两种种金金属属
10、a和和b，用用导导线线连连接接后后插插入入到到稀稀H2SO4中中，观观察察到到a极极溶溶解解，b极极上上有有气气泡泡产产生生。根根据据电电极极现现象象判判断断出出a是是负负极，极，b是正极，由原是正极，由原电电池原理可知，金属活池原理可知，金属活动动性性ab。(2)确定电极材料确定电极材料若发生氧化反应的物质为金属单质若发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接作负极；可用该金属直接作负极；若为气体若为气体(如如H2)或溶液中的还原性离子或溶液中的还原性离子,可用惰性电极可用惰性电极(如如Pt、碳棒碳棒)作负极。作负极。发生还原反应的电极材料必须比负极材料活泼性差。发生还原反应的电极材料必须
11、比负极材料活泼性差。本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。(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溶液即可，如本例中可用一般选用反应物中的电解质溶液即可，如本例中可用FeCl3溶溶液做电解质溶液。液做电解质溶液。(4)构成闭合回路。构成闭合回路。4寻求和制造干电池和蓄电池等化学电源。寻求和制造干电池和蓄电池等化学电源。5用于金属的防护。用于金属的防护。(1)实验装置如图：实验装置如图：并指出正极为并指出正极为_，电极反应式，电极反应式为为_；负极为负极为_，电极反应式为，电极反应式为_。(2)该反应还可设计成能量转化效率更高的原电
12、池装置，如图该反应还可设计成能量转化效率更高的原电池装置，如图所示：所示：Pt(与装置图一致，合理即可与装置图一致，合理即可)Cu请请回答下列回答下列问题问题：电电极极X的的材材料料是是_，Y的的材材料料是是_，电电解解质质溶液溶液Z是是_溶液。溶液。盐桥盐桥的作用是的作用是_。外外电电路中的路中的电电子是从子是从_电电极流向极流向_电电极。极。思思路路点点拨拨分分析析化化合合价价变变化化，确确定定正正、负负极极根根据据反反应应原原理理确定确定电电解解质质根据原根据原电电池原理池原理设计设计原原电电池。池。CuAgAgNO3 将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使将两个隔离的电解质溶液连接起来，
13、可使电流持续传导电流持续传导CuAg方法技巧方法技巧含盐桥原电池特点及优点判断含盐桥原电池特点及优点判断(1)特点特点两个烧杯中液体靠盐桥连接，且电极材料与相应容器中的电两个烧杯中液体靠盐桥连接，且电极材料与相应容器中的电解质溶液的阳离子相同。解质溶液的阳离子相同。(2)盐桥的作用盐桥的作用平衡电荷、构成闭合回路，若撤去盐桥或将盐桥换成导线，平衡电荷、构成闭合回路，若撤去盐桥或将盐桥换成导线，则不能构成闭合回路，不能形成原电池。则不能构成闭合回路，不能形成原电池。(3)优点优点含盐桥的原电池与不含盐桥的原电池相比含盐桥的原电池与不含盐桥的原电池相比,效率高且电流平稳效率高且电流平稳,放电时间长
14、。放电时间长。D选项选项ABCD正极正极ZnCuZnFe负负极极CuZnAgZn电电解解质质溶液溶液CuCl2H2SO4CuSO4CuCl2规规律方法律方法(1)电电解解质质溶液的溶液的选择选择电电解解质质是是使使负负极极放放电电的的物物质质。因因此此电电解解质质溶溶液液一一般般要要能能够够与与负负极极发发生生反反应应，或或者者电电解解质质溶溶液液中中溶溶解解的的其其他他物物质质能能与与负负极极发发生生反反应应(如如空空气气中中的的氧氧气气)。但但如如果果两两个个半半反反应应分分别别在在两两个个容容器器中中进进行行(中中间间连连接接盐盐桥桥)，则则左左右右两两个个容容器器中中的的电电解解质质溶
15、溶液液应应选选择择与与电电极极材材料料相相同同的的阳阳离离子子的的盐盐溶溶液液。例例如如：在在铜铜锌锌原原电电池池中中，负负极极金金属属锌锌浸浸泡泡在在含含有有Zn2的的电电解解质质溶溶液液中中，而而正正极极金属金属铜铜浸泡在含有浸泡在含有Cu2的的电电解解质质溶液中。溶液中。(2)电电极材料的极材料的选择选择在在原原电电池池中中,选选择择还还原原性性较较强强的的物物质质作作负负极极，氧氧化化性性较较强强的的物物质质作作正正极极,并并且且原原电电池池的的电电极极必必须须能能导导电电。电电池池中中的的负负极极必必须须能能够够与与电电解解质质溶溶液液反反应应，容容易易失失去去电电子子，因因此此负负
16、极极一一般般是是活活泼泼的金属材料的金属材料(也可以是也可以是还还原性原性较较强强的物的物质质如如H2、CH4等等)。1只只有有氧氧化化还还原原反反应应才才有有电电子子的的得得失失，只只有有自自发发的的氧氧化化还还原原反反应应才可能被才可能被设计设计成原成原电电池。池。2无无论论什什么么样样的的电电极极材材料料、电电解解质质溶溶液液构构成成的的原原电电池池，电电子子流出的流出的电电极是极是负负极，极，电电子流入的子流入的电电极是正极。极是正极。3原原电电池池中中两两种种金金属属电电极极的的活活泼泼性性是是相相对对的的，即即相相对对活活泼泼的的作作负负极极，但但它它们们的的活活泼泼性性在在不不同同的的电电解解质质溶溶液液中中可可能能会会改改变变,如如Mg和和Al，在在酸酸性性电电解解质质溶溶液液中中，Mg作作负负极极，而而在在NaOH溶溶液中液中Al作作负负极。极。