高中化学 《原电池》课件 新人教版选修4

还原 较不活泼的电极，是原电池的＿＿，它 ＿ 电子，发 生＿＿＿反应
实验探究
请根据反应：
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个原电池，并进行实验。
实验设计一：
CuSO4 溶液
有电流，但不稳 定；两个电极上都有 红色物质生成。随着 实验时间的延续，电 流表指针偏转的角度 逐渐减小，最终没有 电流通过，同时锌片 表面逐渐被铜覆盖 。

先对下列装置是否构成原电池作出判断：
（装置图在下页）
A
A
A
Zn Zn H+ SO42－ H+ (√) A
Zn
Cu
Zn H+ SO42－ H+ (x)
C
煤油 (x) A Zn H+ SO42－ H+ 木条 (x)
Zn
Cu
SO4
2—
H+
H+
H+ 2－ SO + 4 H
(x)
组成原电池的条件：
a 、有两种活泼性不同的金属作电极 （或金属与能导电的非金属或化合物） 注意：燃料电池中两极可同选石墨或 铂 b 、有电解质溶液 c 、构成闭合的回路 d 、能自发发生氧化还原反应
正极： Cu2++2e- ＝Cu
总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
⑥
(× )
-＝Zn2+ Zn － 2e 负极：
⑦
(∨ )
正极： Cu2++2e-＝Cu 总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu 或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu
⑧
(× )
负极：Fe－2e- ＝Fe2+
B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜；
D. 银圈向下倾斜；
3。试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池
⑴ Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag ⑵ 2Fe3++Fe=3Fe2+ ( Zn∣AgNO3∣C ) ( Fe∣Fe2(SO4)3∣C )
原电池的表示方法： (-)Zn|Zn2+
电荷堆积，导线上也会出现电子堆积， 电阻致使电子不能畅通定向移动，无 法形成持续稳定地电流。
负极（锌电极）： Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应） 正极（铜电极）： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应）

导 线
两个半电池组成 装置构成： 由盐桥连接的 两溶液保持电中 性，两个烧杯中 的溶液连成一个 通路。 导线的作用是 传递电子，沟通 外电路。而盐桥 的作用则是沟通 内电路。
【同步练习】 根据下式所表示 的氧化还原反应设计一个 能持续产生电流的原电池装置。 Zn（s）+Fe2+（aq）=Zn2+（aq）+Fe（s） （1）装置可用烧杯和盐桥, 画出此原电池的装 置简图. （2）注明原电池的正极、负极，并标明外电路 中的电子流向。 （3）写出两电极上的电极反应式
二、进一步认识原 电 池：
实验设计三： 如图所示，用盐桥相连，能否构成原电池？ （能） 电极反应如下：
负极反应：
Zn-2e-=Zn2+
正极反应：
Cu2++2e- =Cu
认识盐桥：
（1）盐桥的成分：饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶 冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。 （2）盐桥的作用： ①可使由它连接的两溶液保持电中性。 （解释：锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上 正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而 带上了负电。） ②保障整个电路闭合，维持反应进行。 ③转移离子，沟通内电路。
我们已经学习过的原电池
e－
负极
负极反应：
A
正极
Zn
Cu
正极反应：
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e- =H2
H+ SO42－H+
一、复习与回顾
1、原电池的定义： 将化学能转变为电能的装置。 2、原电池的实质： 将氧化还原反应的电子转移变成电子的 定向移动。即将化学能转化成电能。 3、组成原电池的条件：
⑨ (∨ )
正极：2H++2e-＝H2↑ 总反应： Fe+2H+＝ Fe2++H2↑ 或 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
2.
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CuSO4 溶液，片刻后可观察到的现象是 ( D ) A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；
硫酸铜
（不能形成原电池）
实验设计三：
导线
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工作原理分析
用导线连接后，Zn片失去电子,形成Zn2+进入 溶液，电子通过导线流向Cu片,溶液中的Cu2+ 在Cu片上得到电子生成Cu
缺点：形成原电池时，在两极形成

1. 结构： Cu2++Zn→Zn2++Cu
（1）两个电极分装； （2）利用盐桥连通。 （3）导线转移电子，盐桥转移离子。 （4）流向问题： 电子：（-）极经过导线（+）极 电流：（ + ）极经过导线（ - ）极 离子
阳离子：经过盐桥（+）极
阴离子：经过盐桥（-）极

2、盐桥：在U型 管中装满用饱和 KCl溶液和琼胶 作成的冻胶。
得到电子的一极 电子流入的极
5、原电池的原理
氧化还原 从化学反应看，原电池的原理是 _______ 反应中的 还 失去 氧化反应 原剂＿＿＿电子经过导线传递给氧化剂，使 ＿＿＿ 还原反应 和＿＿＿＿ 分别在两个电极上进行 负极 失去 氧化 较活泼的电极，是原电池的＿＿＿，它＿ 电子，发 生 ＿＿＿反应 正极 得到
(C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu(+) “|”表示液-固相有一界面； “‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气 体的压力，溶液要表明浓度。

盐桥：在U型管中 装满用饱和KCl溶 液和琼胶作成的 冻胶。
盐桥的作用： 使Cl-向锌盐方向移动， K+向铜盐方向移动，使 Zn盐和Cu盐溶液一直保 持电中性，从而使电子 不断从Zn极流向Cu极。
交流探讨
两种原电池有何相同点和不同点？
相同点：都利用了氧化还原反应原理，都有导电性不同的两个电极; 都能产生电流；外电路均是电子的定向移动， 内电路 均是离子的定向移动。 不同点：1两个半反应在同一区域进行, 电流不稳定. 2两个半反应在不同区域进行, 中间用盐桥连接, 电流持续、稳定.
这种装置能将化学
能转变为电能，称 为原电池。

正极（铜电极）： Cu2+ + 2eCu 负极（锌电极）： Zn Zn2+ + 2e-
正、负两极分别发 生的反应，称为电 极反应。
练 习
⒈ 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 写出电极反应式.
① (× ) ② (× )
负极： Zn－2e-＝Zn2+ ③ (∨ ) 正极： 2H++2e-＝H2↑ 总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Zn－2e- ＝Zn2+
④ (∨ )
正极： 2H++2e- ＝H2↑ 总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极： Fe－2e - ＝Fe2+
⑤ (∨ )

即：两极一液一线
下图所示装置，能否构成原电池？
能。 电极反应如下：
Zn Cu
（-）：Zn-2e-=Zn2+ （+）：Cu2++2e-=Cu
CuSO4 (Ⅰ)
总反应：Zn+Cu2+ =Zn2+活泼的极、发生氧化反应，
失去电子的一极 电子流出的极
正极： 不活泼的极，发生还原反应，
在CuSO4溶液中放入一片Zn，将发生 下列氧化还原反应： Zn(s) + Cu2+(aq)=== Zn2+(aq) + Cu(s) 在溶液中电子直接从Zn片传递给Cu2+， 使Cu2+在Zn片上还原而析出金属Cu，同时 Zn氧化为Zn2+。这个反应同时有热量放出， 这是化学能转化为电能的结果。
分析：
由于锌片与硫酸铜溶液 直接接触，铜在锌片表面析出， 锌表面也构成了原电池，进一 步加速铜在锌表面析出，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 再构成原电池，也就没有电流 产生。
思考：如何才能得到
CuSO4 溶液
持续稳定的电流？
实验设计二： 这样改进行不行？
硫酸铜
（能形成原电池）