4-1 原电池(课件)
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高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿
高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿一、引言本课我们将学习原电池的相关知识。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置，广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。
二、原电池的构成和工作原理原电池由两个半电池和电解质组成。
半电池分为阳极和阴极，电解质则负责传递离子。
当阳极和阴极通过电解质相连时，化学反应会导致电子在电路中流动，产生电流。
三、原电池的种类1. 干电池干电池是一种常见的原电池，它使用固态或半固态的电解质。
干电池具有体积小、重量轻、使用方便等特点，广泛应用于电子设备、玩具等领域。
2. 燃料电池燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置。
它使用可燃性物质（如氢气、甲醇等）作为燃料，通过与氧气发生反应产生电能。
燃料电池具有高能量转化效率、环保等优点，在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
四、原电池的应用1. 电子设备原电池广泛应用于各种电子设备，如手持式电子产品、遥控器、闹钟等。
干电池由于便携性好且寿命较长，成为这些设备的常用电源。
2. 交通工具燃料电池作为一种新型的清洁能源装置，被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。
燃料电池车辆具有零排放、低噪音等特点，有望成为未来交通工具的主流。
五、总结原电池作为一种将化学能转化为电能的装置，在我们的生活和工业生产中扮演着重要角色。
通过学习本课，我们了解了原电池的构成和工作原理，以及干电池和燃料电池的种类和应用领域。
希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中，进一步加深对原电池的理解。
谢谢！。
4.1.1原电池工作原理(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1)
e-
电极反应：
负极：Zn - 2e-
Zn2+
正极：Cu2+ + 2e-
Cu
总反应：Zn + Cu2+
Cu + Zn2+
Zn2+
Cu2+
预测现象：铜片表面均附着红色固体
电流表指针偏转
任务一 原电池原理的应用
第7 页
【实验探究】组装装置进行实验，观察并记录实验现象
实验现象： 铜片、锌片表面均附 着红色固体 电流表指针偏转，但 电流逐渐衰减。
减少电流的衰减，提高原电池的工作 效率
第 1电池工作时，装置中各物质或材料的作用是什么？
Cu片 Zn片 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 盐桥 导线
电极材料 电极反应物 电极材料 电极反应物 离子导体
离子导体 离子导体 电子导体
巩固练习
第 16 页
知识回顾 原电池工作原理
第5 页
角度1：电极反应 角度2：粒子迁移
负极：氧化反应 正极：还原反应
外电路电子迁移： 内电路离子迁移：
负→正
阳离子→正极
阴离子→负极
任务一 原电池原理的应用
第6 页
思考1
根据原电池工作原理，预测下面装置能否形成原电池。 如果能，写出总反应方程式、电极反应式，标出电子转移方向 和离子迁移方向，并预测能观察到的现象。
任务二 原电池装置的改进优化
核心问题：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
第 11 页
↑
Cl- K+
↑
注意：①盐桥中琼胶的作用是防止管中溶液流出 ②离子只出不进
盐桥中通常装有 含KCl饱和溶液的 琼胶， K+和Cl-可 在其中自由移动
《原电池》PPT课件ppt
原电池的发展历程和未来趋势
1800年，意大利科学家伏特发明了第一块原电池，称为“伏特堆”。1836年，英国科学家丹尼尔发明了第一块可充电的原电池，称为“丹尼尔电池”。1859年，法国科学家普朗特发明了第一块铅酸电池，这是目前仍然在使用的最古老的原电池之一。1890年，英国科学家赫尔姆霍茨发明了镍镉电池。1905年，美国科学家爱迪生发明了镍铁电池。1950年代，科学家们开始研究锂离子电池。1990年代，随着移动设备的普及，锂离子电池得到了广泛应用。
原电池利用了氧化还原反应的原理，即电子转移的原理。
在原电池中，负极材料失去电子，正极材料得到电子，从而实现了电子的转移和能量的转化。
原电池的组成
02
原电池的种类
以碱性物质（如氢氧化钠、氢氧化钾等）为电解质，具有较高的能量密度和较低的自放电率。
特点
常用于手电筒、遥控器等低功耗电器中。
应用
南孚、双鹿。
代表品牌
碱性电池
酸性电池
特点
以酸性物质（如硫酸）为电解质，具有较高的电流输出能力，但自放电率较高。
03
代表品牌
三星、索尼。
锂离子电池
01
特点
以锂离子为工作介质，具有高能量密度、自放电率低、寿命长等特点。
02
应用
广泛应用于手机、平板电脑、数码相机等电子产品中。
镍氢电池
03
原电池的选购和使用
在购买原电池前，要明确了解所需原电池的种类、规格和用途，以便选择合适的型号和品牌。
原电池的发展历程
原电池的未来趋势
随着移动设备的普及和电动汽车的兴起，对原电池的能量密度要求越来越高。未来原电池将朝着高能量密度的方向发展。
高能量密度
目前许多原电池的寿命较短，需要频繁更换。未来原电池将朝着长寿命的方向发展，以满足人们的使用需求。
1800年，意大利科学家伏特发明了第一块原电池，称为“伏特堆”。1836年，英国科学家丹尼尔发明了第一块可充电的原电池，称为“丹尼尔电池”。1859年，法国科学家普朗特发明了第一块铅酸电池，这是目前仍然在使用的最古老的原电池之一。1890年，英国科学家赫尔姆霍茨发明了镍镉电池。1905年，美国科学家爱迪生发明了镍铁电池。1950年代，科学家们开始研究锂离子电池。1990年代，随着移动设备的普及，锂离子电池得到了广泛应用。
原电池利用了氧化还原反应的原理，即电子转移的原理。
在原电池中，负极材料失去电子，正极材料得到电子，从而实现了电子的转移和能量的转化。
原电池的组成
02
原电池的种类
以碱性物质（如氢氧化钠、氢氧化钾等）为电解质，具有较高的能量密度和较低的自放电率。
特点
常用于手电筒、遥控器等低功耗电器中。
应用
南孚、双鹿。
代表品牌
碱性电池
酸性电池
特点
以酸性物质（如硫酸）为电解质，具有较高的电流输出能力，但自放电率较高。
03
代表品牌
三星、索尼。
锂离子电池
01
特点
以锂离子为工作介质，具有高能量密度、自放电率低、寿命长等特点。
02
应用
广泛应用于手机、平板电脑、数码相机等电子产品中。
镍氢电池
03
原电池的选购和使用
在购买原电池前，要明确了解所需原电池的种类、规格和用途，以便选择合适的型号和品牌。
原电池的发展历程
原电池的未来趋势
随着移动设备的普及和电动汽车的兴起，对原电池的能量密度要求越来越高。未来原电池将朝着高能量密度的方向发展。
高能量密度
目前许多原电池的寿命较短，需要频繁更换。未来原电池将朝着长寿命的方向发展，以满足人们的使用需求。
普通化学4-1电化学1
正极：Cu电极(Cu2+/Cu电对) Cu2++2e=Cu (氧化数↘) 负极： Zn电极(Zn2+/Zn电对) Zn－2e =Zn2+ (氧化数↗) 电池反应: Zn+Cu2+=Zn2++Cu
第1个原电池1799年制成
盐桥：一个盛有KCl/KNO3的饱和琼脂胶冻的U形管，用于构 成电流通路。正负离子分别向正极负极移动，平衡电势。
注意:
H2O2在上述反应中充当还原剂，被氧化，是氧化型电 对。在另外一些反应中，它还可以充当氧化剂，其还原型 电对为：酸介质 H2O2 / H2O 或碱介质H2O2 / OH－ 。
MnO4－只能是氧化剂，其电对都是还原型电对。
2、原电池符号(电池图示）:
() Zn Zn (1.0mol L )
13
能斯特(Nernst W H,1864-1941)
德国化学家和物理学家 主要从事电化学、热力学、光化学方面的研究。 1889年，引入溶度积概念以解释沉淀溶解平衡。同年提出能斯 特方程。
1906年，提出热力学第三定律，并断言绝对零度不可能达到。
1918年，提出光化学的链反应理论，用以解释氯化氢的光化学 合成反应。 因研究热力学，提出热力学第三定律的贡献而获1920年诺贝尔 化学奖。
电极符号 ： –
Cl (饱和)∣Hg2Cl2(s) ︱Hg ︱ Pt 电极反应： Hg2Cl2(s)＋2e = 2Hg(l) ＋2Cl-(aq) 298K，(Hg2Cl2 /Hg) = – 0.0592/2lg[ c(Cl-)/ c]2 饱和甘汞电极 ： ＝ 0.24v 当c(Cl )＝1M；0.1M时， ＝0.28，0.33v
解：电极反应：Cr2O72-+14H++6e = 2Cr3++7H2O
第1个原电池1799年制成
盐桥：一个盛有KCl/KNO3的饱和琼脂胶冻的U形管，用于构 成电流通路。正负离子分别向正极负极移动，平衡电势。
注意:
H2O2在上述反应中充当还原剂，被氧化，是氧化型电 对。在另外一些反应中，它还可以充当氧化剂，其还原型 电对为：酸介质 H2O2 / H2O 或碱介质H2O2 / OH－ 。
MnO4－只能是氧化剂，其电对都是还原型电对。
2、原电池符号(电池图示）:
() Zn Zn (1.0mol L )
13
能斯特(Nernst W H,1864-1941)
德国化学家和物理学家 主要从事电化学、热力学、光化学方面的研究。 1889年，引入溶度积概念以解释沉淀溶解平衡。同年提出能斯 特方程。
1906年，提出热力学第三定律，并断言绝对零度不可能达到。
1918年，提出光化学的链反应理论，用以解释氯化氢的光化学 合成反应。 因研究热力学，提出热力学第三定律的贡献而获1920年诺贝尔 化学奖。
电极符号 ： –
Cl (饱和)∣Hg2Cl2(s) ︱Hg ︱ Pt 电极反应： Hg2Cl2(s)＋2e = 2Hg(l) ＋2Cl-(aq) 298K，(Hg2Cl2 /Hg) = – 0.0592/2lg[ c(Cl-)/ c]2 饱和甘汞电极 ： ＝ 0.24v 当c(Cl )＝1M；0.1M时， ＝0.28，0.33v
解：电极反应：Cr2O72-+14H++6e = 2Cr3++7H2O
人教版高二化学选修4教学课件：第四章4.1 原电池(共12张PPT)
例：写出下列装置的电极反应式
二、设计原电池
设计思路
1. 写出电极反应式 将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原
反应两个半反应。 2. 确定电极材料
以两极反应原理为依据，确定电极材料。 如，发生氧化反应的物质为金属单质，可用该 金属直接作负极；用较不活泼的金属(或能导电的惰 性材料)作正极。 3. 确定电解质溶液 一般选用总反应式中的电解质溶液；若有盐桥 ，阳离子与电极相对应，电极不与电解质溶液反应
2. 工作原理
电极反Байду номын сангаас式的书写
(1)遵循离子方程式书写规则。 注意：生成难溶物沉积在电极上，不标“↓”。
(2)方法步骤 标变价→列物质→注得失→配守恒
负极：氧化反应，还原剂 − ne- ══ 氧化产物 正极：还原反应，氧化剂 + ne- ══ 还原产物 电池反应 = 负极反应式 + 正极反应式
注意：同时书写正负极反应式，以得失电子数 相等配平；书写单个电极反应式，化为最简整数比 。
第四章 电化学基础
第一节 原电池
一、原电池
−
+
1. 装置
盐桥：装有含琼胶的KCl饱和溶液 盐桥的作用： ① 构成闭合回路。 ② 平衡电荷。盐桥中的阴、阳离子定向迁移(溶液中的离子不能通过盐桥)，使电
解质溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。 ③ 避免电极与电解质溶液直接反应，最大程度地将化学能转化为电能。
达标练习
教材 P73 习题
课后作业
学法 P105-106
这一 样个 的人 人所 才受 有的 学教 问育 。超
过 了 自 己 的 智 力 ，
You made my day!
我们，还在路上……
高中化学 人教版选修4 课件：第四章 第一节 原 电 池(36张PPT)
要点二 原电池的设计
理论上，能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池， 实际设计时应注意以下几方面： 提供 (1) 用 还原性较强 ________ 的物质作为负极，向外电路 ________ 得到 电子；用 氧化性较强 ________ 的物质作为正极，从外电路 ________ 电子。
阴阳离子的定向移动 (2) 将两极浸在电解质溶液 ________ 中，通过 __________________ 形成内电路。 导线 流向正极，再通过 (3) 放电时负极上的电子通过 ________ 溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路，其中阳离子移 向________ 正 正 极，阴离子移向________ 负 极。
负极——电子流出极，电流流入极或阴离子定向移向极
正极——电子流入极，电流流出极或阳离子定向移向极
栏 目 链 接
3．根据两极发生的变化判断
负极——失去电子，化合价升高，发生氧化反现象判断
负极——会逐渐溶解，质量减小
正极——有气泡逸出或质量增加
栏 目 链 接
三、原电池正负极的判断方法
负极：活泼性__强__的金属，发生__氧化__反应。
正极：活泼性__弱__的金属或导体，发生__还原__反应。 原电池正负极判断： 1．根据电极材料判断 负极——活泼性较强的金属
栏 目 链 接
正极——活泼性较弱的金属或能导电的非金属
注意：活泼金属不一定做负极，如Mg、Al在NaOH溶液中， Al做负极。 2．根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子 的定向移动方向判断
栏 目 链 接
(1) 将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，
(2)确定电极材料。
如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负
4_1_1 原电池的工作原理 课件 高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2、比较金属活动性强弱
例如，有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有 气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。
3、用于金属的防护
将需要保护的金属制品作原电池的 正极 而受到保护。 钢铁中含有碳，C与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁（做负极）遭到腐蚀
一、原电池的工作原理
2、Cu-CuSO4(aq)-Zn原电池（必修-单液池） 【思考】写出以下原电池的总反应方程式、电极反应式，标出电子流向和 离子迁移方向，并预测能观察到的现象。
e-
正极：Cu2+ + 2e- = Cu
电极反应
负极：Zn - 2e- = Zn2+
Zn2+
总反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
缩短盐桥的长
度，增大盐桥
增大电流呢？ 的横截面积
能否用一张薄薄的 隔膜代替盐桥呢？
1、阳离子交换膜：只允许阳离子通过 2、阴离子交换膜：只允许阴离子通过 3、质子交换膜：只允许H+通过
三、膜电池
离子交换膜 是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。
四、电极方程式的书写
1、简单原电池电极方程式的写法
下列说法错误的是( C )
A．电极M为正极 B．负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小 D．每转移2mole-，理论上有1mol Zn2+通过 离子交换膜
五、随堂检测
优先失电子为负极
总反应： Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
离方：Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑ 负极：Mg－2e_ = Mg2+
例如，有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有 气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。
3、用于金属的防护
将需要保护的金属制品作原电池的 正极 而受到保护。 钢铁中含有碳，C与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁（做负极）遭到腐蚀
一、原电池的工作原理
2、Cu-CuSO4(aq)-Zn原电池（必修-单液池） 【思考】写出以下原电池的总反应方程式、电极反应式，标出电子流向和 离子迁移方向，并预测能观察到的现象。
e-
正极：Cu2+ + 2e- = Cu
电极反应
负极：Zn - 2e- = Zn2+
Zn2+
总反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
缩短盐桥的长
度，增大盐桥
增大电流呢？ 的横截面积
能否用一张薄薄的 隔膜代替盐桥呢？
1、阳离子交换膜：只允许阳离子通过 2、阴离子交换膜：只允许阴离子通过 3、质子交换膜：只允许H+通过
三、膜电池
离子交换膜 是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。
四、电极方程式的书写
1、简单原电池电极方程式的写法
下列说法错误的是( C )
A．电极M为正极 B．负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小 D．每转移2mole-，理论上有1mol Zn2+通过 离子交换膜
五、随堂检测
优先失电子为负极
总反应： Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
离方：Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑ 负极：Mg－2e_ = Mg2+
《原电池》课件(人教版选修4)
2.为什么电流表读数不断减小？
因为铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形 成了原电池，产生的电流并没有经过电流表，所 以电流表的读数不断减小。当锌片表面完全被铜 覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能发生原 电池反应，所以最后没有电流产生。
原电池的工作原理
思考：
下列装置能否实现化学能向电能的转化？如果不 行，将如何改进使其形成原电池？
①根据电极材料
较不活泼的电极材料 ——正极
发生氧化反应的极 ——负极
②根据原电池电极发生
的反应
发生还原反应的极 ——正极 质量减少的电极 ——负极
③根据电极增重还是减重 工作后
质量增加的电极 ——正极
④根据电极有气泡冒出：工作后，有气泡冒出的电极为正极
1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成
盐桥的作用 ：(1)传递
外电路
离子，使整
个装置构成 通路。 (2)平衡电 荷，保持溶 液成电中性 。
KCl－ C+K+l－ KCC－lK+－l
K+Cl－K+Cl－K+Cl－ CK+lCK－l－ K++Cl－
C+ l K
Zen－ － + e－ZnS2+O42－
ClK－
+
H H+
SO42－
2
内 电 路
mA
负 极
Zn
—
氧化
SO4 2Zn2+
盐K+
Zn2+
反应
桥 Cl-
+ SO4 2-
Cu2还+ 原 反应
正
极
Cu
Zn-2e-=Zn2+
《原电池》课件课件
环境监测和污染处理中的原电池应用
环境监测
原电池为环境监测设备提供电力，如空气质量监测 站、水质监测站等。
污染处理
原电池为污染处理设备提供电力，如污水处理装置 、废气处理装置等。
05
原电池的发展趋势和未来展望
Chapter
高性能原电池的研发和应用
研发高能量密度、长寿命和快速充电的原电池，以满足移动设备、电动汽车和储能 系统等领域的需求。
02
原电池的英文名称是"Primary battery"，意为一次电池，因为这种电池只能使 用一次，电量耗尽后需要更换。
原电池的基本组成
原电池主要由正负极、电解质、隔膜和 外壳等组成。
外壳是原电池的支撑体，同时起到保护 内部结构的作用。
隔膜是原电池的隔离层，主要作用是隔 离正负极，防止短路，同时允许离子通 过。
《原电池》课件
汇报人： 日期:
目录
• 原电池概述 • 原电池的种类和特点 • 原电池的充放电过程 • 原电池的应用场景和实例 • 原电池的发展趋势和未来展望 • 原电池的安全使用和环保意识
01
原电池概述
Chapter
原电池的定义
01
原电池是一种将化学能转化为电能的装置，它利用不同金属的化学活性不同，通 过电解质将化学能转化为电能。
放电过程
原电池放电时，正极 材料释放电子，负极 材料得到电子。
放电效率受到负载电 阻、放电电流、温度 等因素的影响。
放电过程中，电子从 负极流向正极，形成 电流。
原电池的效率
原电池的效率是指放电能量与充 电能量的比值，通常用百分数表
示。
效率受到多种因素的影响，如电 池内部电阻、电极材料性能、电
人教化学选修4第四章第一节 原 电 池(共21张PPT)
N a C l溶 液
Zn C u Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Cu
√E
F
M
N
CCuu2SSOO 44
酒精
N a C l溶 液
H2SO4 H2SO4
三.简单原电池的工作原理：
外电路
负极
电子沿导线传递，产生电流 正极
活泼金属
A
失去电子 Zn-
不活泼金属或石墨
Cu 溶液中阳离子
氧化反应
得到电子
Zn- 2e－ = Zn2+
相同点：电极反应本质相同 不同点： 构造不同
优点： 1.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。
2.离子在盐桥中作定向移动，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。
练习三
(高考真题）依据氧化还原反应： 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)
第四章 电化学基础
第1节 原电池
• 实验:将锌片和铜片用导线连接（导线中间 接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸 的烧杯中，观察现象
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解 ，电流表的指针发生偏转。 [实验结论]：导线中有电流通过
为什么会出现上面的现象？
一、原电池： 是将化学能转化为电能的装置
1、构成原电池的条件 2、探究“单液电池”，寻找 改进方法—“双液电池” 3、具有盐桥原电池的反应原 理作用
二、原电池的构成条件
1.两种不同的金属 （或一种金属与石墨或金属氧化物） 做电极
2.用导线相连（或直接接触）形成闭合回路
3.电极插入电解质溶液里
新人教版高中化学选修4-第4章第1节《原电池》课件
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的 金属。
B．在原电池的电解质溶液中，阳离子移向的电 极是正极。
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电 极被还原。
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极。
问题3：你可以从那些方面来判断原电池的正负极？
电极材料、离子移动方向、电子流向、 电流方向、氧化还原方面、实验现象等 等
④ 现象：Zn棒变细，Cu棒 变粗，蓝色溶液变 浅
[问题切入]
问题8：人们发现，按此方法设计的原电池，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？
A
单液原电池
H2SO4 溶液 主要原因：负极与阳离子直接接触【说明】由于右图装置中Cu2+与 Zn直接接触，Zn失电子后， Cu2+可以直接在锌片上得到电子，所 以这种原电池的效率不高，电流在短时间内就会衰减。
＊根据组成原电池的两极材料判断：
一般活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
＊根据原电池两极发生的变化来判断：
失电子发生氧化反应是负极， 得电子发生还原反应是正极。
＊根据电子移动方向或者电流的方向来判断：
电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。
1、已知反应 Cu ＋ 2FeCl3 = CuCl2 +2FeCl2 ， 请设计原电池，写出电极反应式。
强到弱的顺序为 (a>c>d>)b
有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、导线、 水果 （西红柿、苹果等）、电流计，请设计一个装置
使电流计指针发生偏转，并画出设计草图。
用水果和现有的实验器材试做水果电池
你知道吗？ 2380块橙子能给一个手机充电
B．在原电池的电解质溶液中，阳离子移向的电 极是正极。
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电 极被还原。
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极。
问题3：你可以从那些方面来判断原电池的正负极？
电极材料、离子移动方向、电子流向、 电流方向、氧化还原方面、实验现象等 等
④ 现象：Zn棒变细，Cu棒 变粗，蓝色溶液变 浅
[问题切入]
问题8：人们发现，按此方法设计的原电池，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？
A
单液原电池
H2SO4 溶液 主要原因：负极与阳离子直接接触【说明】由于右图装置中Cu2+与 Zn直接接触，Zn失电子后， Cu2+可以直接在锌片上得到电子，所 以这种原电池的效率不高，电流在短时间内就会衰减。
＊根据组成原电池的两极材料判断：
一般活泼的金属为负极 活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极
＊根据原电池两极发生的变化来判断：
失电子发生氧化反应是负极， 得电子发生还原反应是正极。
＊根据电子移动方向或者电流的方向来判断：
电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。
1、已知反应 Cu ＋ 2FeCl3 = CuCl2 +2FeCl2 ， 请设计原电池，写出电极反应式。
强到弱的顺序为 (a>c>d>)b
有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、导线、 水果 （西红柿、苹果等）、电流计，请设计一个装置
使电流计指针发生偏转，并画出设计草图。
用水果和现有的实验器材试做水果电池
你知道吗？ 2380块橙子能给一个手机充电
第一节--原电池课件PPT
原电池的工作原理
练习
判断下列装置是否能形成原电池？ CDE
A
B
C
D
E
F
原电池的工作原理
稀H2SO4
负极（Zn）： Zn-2e－=Zn2+氧化反应
正极（Cu）： 2H＋＋2e－＝H2还原反应
总反应： Zn＋2H＋= Zn2+＋H2 ↑
简单原电池工作原理
Zn-
外电路
Cu
负极
Zn2+
内电路
H+H+
SO42-
已知氧化还原反应 Cu ＋ 2FeCl3 = 2FeCl2 ＋ CuCl2，
利用这一反应设计一个原电池，画出示意图， 标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。
Cu
CuCl2
A C
负极： Cu Cu2+ +2e-
正极： 2Fe3++2e- 2Fe2+ FeCl3 总反应：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+
第四章 电化学基础
第一节 原电池
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1、概念:
将化学能转化成电能的装置叫做原电池.
从理论上说，任何一个自发的氧化还原 反应均可设计成原电池。
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
化合价升高，失去2e-，被氧化
0
+1
+2
0
Zn +
还原剂
H氧2化S剂O4
=
ZnSO4
+
H2↑
化合价降低，得到2e-被还原
(2012·高考大纲全国卷)①②③④四种金属片两两相连浸
入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②
原电池课件(上课用)
。
与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化
氯化钠溶于水、形成电解质溶液 使用“热敷袋”时受热均匀
Zn原子失去电子成为Zn2+进入溶液，使ZnSO4溶液 因Zn2+增加而带正电，盐桥中的Cl—会移向ZnSO4溶 液；同时Cu2+获得电子成为金属沉淀在铜片上，使 CuSO4溶液因SO42—相对增加而带负电，盐桥中的K+ 移向CuSO4溶液，从而形成闭合回路。
组成——两个半电池左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的 阳离子。
（可以） （不可以）
（可以）
（可以）
2.原电池的形成条件： （1）活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属。（一定吗？） 正极：较不活泼的金属、石墨等
（可以）
（不可以）
（可以）
（不可以）
(2)电极需插进电解质溶液中； (3)必须形成闭合回路； (4)能自发发生氧化还原反应；
CuSO4 溶液
电流表指针发生偏转吗？ 指针稳定吗？两个电极上都 有什么现象？效率高吗？
还原反应
［结论］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，就可以获得电流．
二、电极反应式的判断和书写
（1）. 原电池两极的判断：若给出装置则与电解液反应的一极为负极，若给出总反应 方程式则分析反应中有关物质元素化合价的变化，确定原电池的正极和负极。 （2）书写电极反应时，要将总化学反应与正、负极反应联系在一起考虑，它们具有 加和性： 化学反应方程式=正极反应方程式+负极反应方程式。 （3）. 在原电池反应中，必须遵循得失电子守恒。 （4）. 介质参与电极反应的原则：原电池的两极反应若均在一定介质中进行，介质常 常参与电极反应。在酸性介质中，H+可能反应，在碱性介质中，OH—可能反应。
与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化
氯化钠溶于水、形成电解质溶液 使用“热敷袋”时受热均匀
Zn原子失去电子成为Zn2+进入溶液，使ZnSO4溶液 因Zn2+增加而带正电，盐桥中的Cl—会移向ZnSO4溶 液；同时Cu2+获得电子成为金属沉淀在铜片上，使 CuSO4溶液因SO42—相对增加而带负电，盐桥中的K+ 移向CuSO4溶液，从而形成闭合回路。
组成——两个半电池左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的 阳离子。
（可以） （不可以）
（可以）
（可以）
2.原电池的形成条件： （1）活泼性不同的两个电极
负极：较活泼的金属。（一定吗？） 正极：较不活泼的金属、石墨等
（可以）
（不可以）
（可以）
（不可以）
(2)电极需插进电解质溶液中； (3)必须形成闭合回路； (4)能自发发生氧化还原反应；
CuSO4 溶液
电流表指针发生偏转吗？ 指针稳定吗？两个电极上都 有什么现象？效率高吗？
还原反应
［结论］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，就可以获得电流．
二、电极反应式的判断和书写
（1）. 原电池两极的判断：若给出装置则与电解液反应的一极为负极，若给出总反应 方程式则分析反应中有关物质元素化合价的变化，确定原电池的正极和负极。 （2）书写电极反应时，要将总化学反应与正、负极反应联系在一起考虑，它们具有 加和性： 化学反应方程式=正极反应方程式+负极反应方程式。 （3）. 在原电池反应中，必须遵循得失电子守恒。 （4）. 介质参与电极反应的原则：原电池的两极反应若均在一定介质中进行，介质常 常参与电极反应。在酸性介质中，H+可能反应，在碱性介质中，OH—可能反应。
高中化学《原电池》课件ppt
二、原电池原理
1、铜锌原电池 负极（Zn极）： Zn － 2e → Zn2+ 失去电子，氧化反应 正极（Cu极）： 2H+ + 2e → H2↑ 得到电子，还原反应 总反应的离子方程式： Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑ 电子的流向： 锌 经导线 铜
电流的方向： 铜 经导线 锌 经电解质溶液 铜
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原电池
2、原电池的原理
决定正负电极的因素：电极材料本身的活动性
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属或能导电的非金属等 电子的流向： 负极 经导线 正极 电流的方向： 正极 经导线 负极 经电解质溶液 正极
原电池中的氧化-还原反应与一般的 氧化-还原反应比较： 由于氧化反应与还原反应分别在两个电极上进行，减少 了相互反应时的阻力，故原电池中的氧化-还原反应比一 般的氧化-还原反应要快得多。
3、构成原电池的条件：
① 有自发的氧化-还原反应发生，即反应物的化学能较 高，生成物的化学能较低，氧化-还原反应过程中有能量 释放出来，通过电极反应转化为电能。 ② 活动性不同的两种导体作电极。活动性相对较强的 金属作负极，另一导体作正极。
③ 要有电解质溶液，两个电极必须与电解质溶液接触。
④ 形成闭合回路时，才有电流产生。
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关于如图所示装置的叙述中，正确的是
A．铜是正极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C
C．铜离子在铜片表面被还原
D．电流从锌片经导线流向铜片
某原电池构造如下图所示。下列叙述正确的是
A．在外电路中，电子由银电极流向铜电极 B．取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转
D
C．外电路中每通过0.1 mol电子，铜的质量理论上减小
锌铜原电池工作原理
电解质溶液为稀硫酸溶液
对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
提出问题： 上图是我们在必修2中学习过的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？ 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。 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？
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？
参考教材72页 第三段
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。取出盐桥，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。
双液双池原电池
盐桥：装有饱和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） 盐桥的作用： （1）形成闭合回路； （2）平衡电荷；
盐桥的优点： （1）能量转化率高； （2）产生持续稳定的电流； （3）防止自放电。
实验三（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。
第一节 原电池
复习回顾 1、原电池是______________________ 将化学能转化为电能 的装置。 原电池反应的本质是________________ 氧化还原反应反应。 2、如右图所示，组成的原电池： （1）当电解质溶液为稀H2SO4时： 负 （填“正”或“负”）极， Zn电极是____ Zn－2e- = Zn2+ ，该反应 其电极反应为_______________ 是______ 氧化 （填“氧化”或“还原”，下同）反应； 正 极，其电极反应为 Cu电极是______ 2H+ +2e- =H2↑ 还原 反应。 _______________, 该反应是_________ （2）当电解质溶液为CuSO4溶液时：Zn电极 负 极，其电极反应为_____________ Zn－2e- =Zn2+， 是____ 该反应是________ 氧化 反应；Cu电极是____ 正 极， 2+ +2e- = Cu 其电极反应为Cu _______________, 该反应 _____反应. 还原
请将氧化还原反应 Cu+2Ag+ =
Cu2++2Ag
设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装 置。
Ag
一般情况下，金属插入其可 溶性盐溶液中，组成负极和 Cu 正极；盐桥电池的两个电极 材料可以相同，也可以不同， 但环境绝对不同。
AgNO3q)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s) 设计的原电池如图所示。 电流计 盐桥 请回答下列问题： X Ag (1)电极X的材料是________ ； 铜 电解质溶液Y是___________ ； AgNO3溶液 正 极， CuSO 溶液 (2)银电极为电池的________ 4 Y ＋ － Ag ＋e = Ag 发生的电极反应为_________________ X电极上发生的电极反应为 － = Cu2＋ Cu -2e ____________________________； 负(Cu) 电极流向 (3)外电路中的电子是从_______ ________ 正(Ag) 电极。
电子流向：失电子的一极向得电子的一极 外电路 电流方向：与电子流动方向相反 1.电路： 阴离子流动方向与电子流动方向一致
内电路
阳离子流动方向与电流方向一致
负极：电子流出的一极
2.电极：
正极：电子流入的一极
负极： Zn－2e-＝ Zn2+
3.电极反应式：
正极： 2H++ 2e-＝ H2↑
4.总反应式：Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
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。
原电池原理
氧化反应
外电路
失e，沿导线传递，有电流产生
还原反应
负极
Zn-2e=Zn2+
阴离子
铜锌原电池 正极
Cu2++2e- =Cu
阳离子
阳离子 电解质
溶液
内电路
电 负极： Zn-2e- =Zn2+ （氧化反应） 极 正极：Cu2++2e- =Cu （还原反应） 反 2+=Zn2++Cu Zn+Cu 总反应： 应
6.4 g
D．原电池的总反应式为Cu+2AgNO3＝2Ag+Cu(NO3)2
控制适合的条件，将反应2Fe3++2I- ⇌ 2Fe2++I2设计成如图 所示的原电池。下列判断不正确的是 A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
D
B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原
C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中 石墨电极为负极
A
利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，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。
(-) Zn
G
(+) Pt
Zn
(-)
G
盐桥
(+)
C
FeCl3 溶液
ZnCl2溶液
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）