第一节上课原电池PPT课件

∴pH ＝-lg3.75 ×10－4 ＝4 -lg3.75 ＝4 -0.6 ＝3.4
（5.）设计原电池：
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的 现象。
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出， 电流表指针发生偏转；
两极反应式为：正极 Al
；
负极 Mg－2e-=Mg2+ 。 该装置将化学能 转化为 电能 。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，
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。
总反应： Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(离子方程式）
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu （化学方程式）
思考与练习
下列哪几个装置能形成原电池？
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Cu
H2SO4
A
V
Zn
H2SO4
B
V
Cu Fe
H2SO4
C
X
Cu
Zn
H2SO4
VD
Cu
酒精
NaCl溶液
H2SO4 H2SO4
E
F
VX
电极：负极是Cu，正极可以是ACgu或(NCO等3)。AgNO3
电解液： Cu(NO3)2 、AgNO3
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。
参考答案
G
Zn(-)
(+)
Pt
G
Zn(-)
盐桥
C (+)
（工作后）
有气泡冒出的电极为正极
8、原电池原理应用
(1)比较金属活动性强弱。
例1 下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强 的是（ C ）
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙 溶 解，甲上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子 多；
C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
M
X
XN
典型例题：
2.一个电池反应的离子方程式是
Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是（ C ）
正极 负极
A
B
C
D
Zn Cu Cu Fe
Cu Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
3、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
Fe
Cu
NaCl溶液
(F)
2.发生原电池的反应通常是放热反应，在理论上可设计成原 电池的化学反应是（ C D ）
A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H＞0
B、NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H＜0
C、4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) △H＜0
（2）电池的电极材料必须能导电
①活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极
②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极
③金属和化合物。如铅蓄电池，铅块作负极，PbO2作正极
④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt
7、原电池的正负极的判断方法
①微观判断
（根据电子流动方向）
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）
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）
1.判断下图装置，哪些能形成原电池（ A E F）
一、原电池及其工作原理：
1.定义： 化学能转化为电能的装置为原电池。 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；
２.电极名称：
相对活泼的电极为负极
原电池
相对不活泼的电极为正极
3.电极反应：
原电池 负极：失电子的氧化反应 正极：得电子的还原反应
4. 原电池的形成条件
（1）能自发地发生的氧化还原反应：
解： 根据电极反应： 负极： Zn－2e-＝Zn2+ 正极： 2H++2e- ＝H2↑
得： 2H+ —— 2e——H2↑
2
2 22.4
x
y 0.168
解得：
x ＝0.015 (mol) y ＝0.015 (mol)
∴ c(H+)余＝0.2×0.1250×.22－0.015 ＝3.75× 10﹣ 4(mol/L )
则负极为
Al
，
总反应方程
为 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+。3H2↑
利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质 溶液，写出电极方程式；并画出原电池简图。
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价降低得2e-
电极反应式：
Cu
C
负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
(2)比较反应速率快慢
例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是（ D ） A.纯锌和1mol/L 硫酸； B.纯锌和18 mol/L 硫酸； C.粗锌和 1mol/L 盐酸； D.纯锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
(3)比较金属腐蚀的快慢
例3： 下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
由两个半电池组成，每个半电池中的电极与电解质溶 液互不反应，电池反应的还原剂与氧化剂分别位于两 个半电池中，中间通过盐桥连接形成闭合回路。
２、电极反应： 负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Cu）：Cu2++2e-=Cu（还原反应）
电池反应： Zn+Cu2+=Zn2++Cu
3、电子、电流的流向 外电路： 电子由负极（Zn片）流向正极（Cu片）； 电流由正极（Cu片）流向负极（Zn片）；
的为 ( ) B
A．a > b > c > d
B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
二、对锌铜原电池工作原理的进一步探究
电流表指针发生偏转，但不稳定。 两个电极上都有红色物质生成
左图是原电池，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？
5、原 电 池 原 理 电子流向：失电子的一极向得电子的一极
电流方向：与电子流动方向相反
失e，沿导线传递，有电流产生
外电路
氧化反应 Zn-2e=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
阳离子 电解质
溶液
阴离子
阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
电极反应
负极：Zn-2e- =Zn2+ （氧化反应）
正极：Cu2++2e- =Cu （还原反应）
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
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，
D、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
△H＜0
3.某原电池总反应式为： Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，能实现该反应的
原电池是( B )
电极材料 电解质溶液
A Cu、Zn FeCl3
B Cu、Ag Fe2(SO4)3
C Cu、C Fe(NO3)2
(2) (1) (3)
(4)判断溶液pH值变化
例5： 在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为 0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到
0.168L升气体，则流过导线的电子为__0_._0_15mol,溶液 的pH值为_____3_.4___？（溶液体积变化忽略不计）
电子流出的极 ——负极 电子流入的极 ——正极
②宏观判断：
较活泼的电极材料 ——负极
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：
应；
正
C2uH电+ +极2e是- =_H__2↑___极，其电极反还应原为
（是__2__负）_____当_极_电_，_解_其_质_电_溶_极_液,该反为反应C应为uS是_OZ_4n溶____－液____2时__e__：-__=____ZZ反_nn_电应，2+极。
该反应是_氧__化_____反应；Cu电极是__正__极， 其电极反应为_C_u_2_+_+__2_e_-_=__C__u_,该反应_还__原______反应.
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
4、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用
导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为
负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，
c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量
气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱
第四章电化学基础
复习回顾
第一节原电池
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________。
2、如右图所示，组成的原电池：
（1）当电解质溶液为稀H2SO4
Zn电极是_负___（填“正”或“负”）极，
其电极反应为_Z__n_－__2_e__- _=_Z__n_2_+，该反应 是_氧__化___（填“氧化”或“还原”，下同）反
释它的工作原理吗？
盐桥中通常装有含琼胶 的KCl饱和溶液
此装置优点：能稳定长 时间放电
盐桥在此的作用是什么？改进后的装置为什 么能够持续、稳定的产生电流？ 阅读教材72页第三段 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。（让溶液始终保持电中性使电
极反应得以继续进行）
思考：如何才能得到持续稳定的电流？
改进措施？ 将锌片与硫酸铜溶液隔离
硫酸锌溶液 硫酸铜溶液
上述装置构成原电池了吗？为什么？ 怎样才能构成原电池呢？
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P71图4-1）所示的原电池装置，你能解
①电极和电解质溶液 ②两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）
（2）电解质溶液：电极均插入电解质溶液中 参与电极反应或构成内电路
（3）两导体作电极：
①活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导 体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。
②两不活泼的导体－石墨或Pt等。（燃料电池电极）
(4)形成闭合回路。 （两电极用导线连接，或接触。）
Y
发生的电极反应为_A_g__＋_＋__e_－__=__A_g____
X电极上发生的电极反应为
__C__u__-_2__e_－__=___C_u__2_＋_________；
(3)外电路中的电子是从_负__(_C__u_)电极流向
_正__(A__g_)__电极。
［小结］二、双液原电池的工作原理 １、构造特点：
例4. 依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)
= Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所A 示。
盐桥电流计
请回答下列问题： (1)电极X的材料是_铜__(_或__C_u_；)
X
Ag
电(2)解银质电溶极液为Y电是池_A的_g___N__O__正__3_溶____液___极；，CuSO4溶液
内电路：阳离子移向正极（Cu片）；阴离子移向负极（Zn片）。 ４、盐桥的作用
通过阴、阳离子的定向移动，在内电路形成电流回路而不中断电流。 ５、意义：
随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。
6、电解质溶液和电极材料的选择
（1）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反 应分别在两个烧杯中进行，则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。
看课本P71第二段
造成的主要原因：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 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 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。 当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。