第一节 原电池(上课)

练习
3、请写出下面各电极的反应及总反应 Fe Ag 负极：Fe： Fe-2e-=Fe2+ 正极：Ag：2H++2e-=H2↑ 总反应： Fe+ 2H + =Fe2+ + H2↑ 4、请将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成原电池。 Fe 负极： Fe 正极：比Fe不活泼的金属或石墨 电解质溶液： CuSO4 、CuCl2等
ZnSO4 CuSO4
A
Cu
一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
？提出问题：
将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源， 不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱， 因此不适合实际应用。 这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？ 学生讨论： 造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气 泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内 阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。 为了避免发生这种现象，设计如下图（书P71图4-1）所示 的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？
请同学们思考：
上述原电池装置是将什么反应的 化学能转换成电能的？指出电池 的正负极，并分别写出其中负极 和正极的电极反应式以及该电池 的总反应方程式。
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
负极（锌片）： Zn －2e - = Zn 2+ （氧化反应） 正极（铜片）： Cu2+ + 2e - = Cu （还原反应）
（可以）
（可以）
形成条件一： 活泼性不同的两个电极
（不可以）
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
第一组实验
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
第二组实验
实验探究形成原电池的条件
可以
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
第三组实验
二、由两个半电池组成原电池的工作原理 （1）组成原电池的条件
负极：Pb - 2e- + SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e-+SO42-+4H+= PbSO4 +2H2O 充电时阴极: PbSO4 + 2e- = Pb + SO42-
阳极: PbSO4 -2e- +2H2O =PbO2 +SO42-+4H+
三. 燃料电池
氢氧燃料电池
负极 2H2 - 4e- +4OH- = 4H2O
电子的流向：Fe（负极） Cu（正极）
Fe片（负极）：Fe-2e=Fe2+ Cu片（负极）：Cu2++2e=Cu
总反应式： Fe+Cu2+=Fe2++Cu
一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
(1)在探究实验3的装置中架上盐桥连通, Zn 看有什么现象？ 电流计指针偏转， 盐桥中通常装有 有电流通过电路， 含琼胶的KCl饱 和溶液 是原电池装置; (2)然后取出盐桥，又将看到什么现象? 电流计指针回到零点， 说明无电流， 未构成原电池。
①在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向 外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从 外电路得到电子。 ②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳 离子的定向运动而形成内电路。
练习：锌铜原电池产生电流时，阳离子（ B ） A 移向Zn 极，阴离子移向Cu 极 B 移向Cu 极，阴离子移向Zn 极 C 和阴离子都移向Zn极 D 和阴离子都移向Cu 极
实验探索
实验3（书71页实验4-1）
实验现象：
有盐桥存在时电流计指针发 生偏转，即有电流通过电路。 取出盐桥，电流计指针即回 到零点，说明没有电流通过。
分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？ 盐桥在此的作用是什么？ 盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，
将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将 KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。
练习
1、原电池是一种 把化学能转为电能 装 置。一般说来，在原电池中，较活泼的金属 发生 氧化 反应，是 负 极；活动性较差 的金属上发生 还原 反应，是 正 极。 2、现有A、B、C、D四种金属，把A、B分别浸 入稀H2SO4中，产生气泡都很慢；把C、D分别 浸入稀H2SO4中，产生气泡都很快；把A、B用 导线连接时，A上有气泡析出；把C浸入D的硝 酸盐溶液中，C的表面有D析出。这四种金属的 活动性顺序由强到弱为 C＞D＞B＞A 。
正极 负极 正极
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
1节1号电池使 １平 方 米 土壤失去利用价值 一粒纽扣电池可使 1００ 吨 水受到污染
Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH
1、找出正、负极反应的物质 2、写出正、负极反应式？
负极：Zn-2e-+2OH- =Zn(OH)2 正极：2MnO2+2e-+2H2O = 2MnOOH +2OH-
二. 二次电池 铅蓄电池的总反应为：
2e-
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O, 请写出电极反应式 注意:PbSO4是难溶物。
【实验二】 再用导线把锌片和铜片连接起来， 观察铜片上有无气泡产生？ 在导线中间接入一个电流表， 观察电流表的指针是否偏转?
A
1.原电池定义:
把化学能转变为电能的装置.
问题探究 你能Leabharlann 到原电池 的正负极吗?2.原 电 池 原 理
锌片(负极): 铜片(正极): Zn – 2e =Zn
+ + 2+ 2+
新课标人教版选修四化学反应原理
第四章 电化学基础
第一节 原电池
电化学课标要求 1、体验化学能与电能相互转化的探究过程，了 解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反 应和电池反应方程式。 2、了解常见化学电源的种类及其工作原理，认 识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要 应用。 3、能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识 金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀 的措施。
锌(负极)： Zn－2e－＝Zn2+ (锌板溶解,发生氧化反应 ) 铜(正极) 2H+ + 2e－ ＝ H2 ↑（铜板出气泡,发生还原反应) 电池总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 (离子方程式） Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑ （化学方程式） 负极→氧化反应→失电子→导线→正极
（氧化反应） （还原反应）
2H + 2e = H2
总反应 Zn + 2H = Zn
+ H2 (离子方程式）
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ↑ （化学方程式） 电子流向: Zn片（负极） Cu片（正极） 电流方向: Cu片（正极) Zn片（负极）
较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从 较活泼金属（负极）通过外电路流向较不活泼 的金属或其它导体（正极）.
阴离子 溶液中 阳离子
小 结
3 .形成原电池的条件： （1）有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极。
（2）电极材料均插入电解质溶液。
（3）两电极相连形成闭合回路。
第二节
化学电源
一次电池（用过后不能复原） 二次电池（充电后可以再用）
燃料电池（高能、无污染)
一.
一次电池1
碱性干电池 2e总反应：
宏观判断： ①根据电极材料 较活泼的电极材料 ——负极
②根据原电池电极 发生的反应
较不活泼的电极材料——正极 发生氧化反应的极 ——负极
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极 ③根据电极增重还是减重 工作后 质量减少的电极 ——负极 ④根据电极有气泡冒出： 工作后，有气泡冒出的电极为正极
盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。 （2）平衡电荷。 在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完 成的。Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多 而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+ 变为Cu ，使得 SO42-相对较 多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌 片流向铜片，造成电流中断。 由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩 散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的 电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到 锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解 质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。
正极 O2+2H2O+4e- = 4OHKOH溶液
总反应： 2H2 + O2 = 2H2O
氢氧燃料电池反应为: 2H2 +Ｏ２ = 2H2O ,以铂为电极,写出 在酸性,中性,碱性环境中工作时的电极反应式于下表中:
介质 酸性 中性 碱性
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极 正极
负极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O
巩固练习
请同学们根据原电池的原理，指 出下列原电池的正极与负极分别是 什么？写出电极反应方程式和总反 应方程式。