4.1.1原电池

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4.1.1 原电池的工作原理 (学案)-2020-2021学年上学期高二化学

4.1.1 原电池的工作原理（学案）1．以铜锌原电池为例，理解原电池的工作原理。

2．学会判断原电池的正、负极。

3．掌握原电池反应方程式和电极反应式的书写。

1．原电池正负极的判断；2．原电池原理；3．原电池电极反应方程式的书写。

原电池是：______________________________________________________一、原电池的工作原理1、理清氧化还原反应的两条线索（1）还原剂→____________电子→元素化合价____________→被氧化→发生氧化反应。

（2）氧化剂→____________电子→元素化合价____________→被还原→发生还原反应。

2、原电池的工作原理原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池内发生的反应属于__________。

（1）正负极反应式及反应类型原电池总反应式：Zn＋2H＋==Zn2＋＋H2↑。

（2）电子流动方向和电流方向①外电路：电子由__________电极经过导线流向__________电极，电流由铜电极流向Zn电极；②内电路：__________移向正极，__________移向负极。

3、原电池构成的条件具有活动性不同的两个电极，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液中，且能自发地发生氧化还原反应。

下列图示装置能形成原电池的是④⑥⑦。

二、原电池的正负极的判断知识点二、电极方程式的书写和原电池原理的应用一、原电池电极反应方程式的书写 1、一般电极反应式的书写方法（1）定电极，标得失。

按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。

（2）看环境，配守恒。

电极产物在电解质溶液中应能稳定存在，如碱性介质中生成的H ＋应让其结合OH －生成水。

电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。

（3）两式加，验总式。

两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。

2、已知总反应式，书写电极反应式（1）分析化合价，确定正极、负极的反应物与反应产物。

4.1原电池++教学设计+2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

《原电池》教学设计课题原电池课型新授课章节第四章第一节教材版本2019年人教版高中化学选修第一册一．教材分析该内容为2019年人教版选修第一册第四章《电化学》第一节《原电池》的内容。

该内容是《化学2》基础上的加深与提高，是高中化学的重要基础理论之一，是前一节论述的补充和完善。

从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用。

该节进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念。

“原电池”的内容在化学必修2和选修4《化学反应原理》中均有涉及，电化学知识是高中化学学科基本结构中的重要组成部分，是氧化还原反应、化学反应中的能量变化、水溶液离子反应等知识的综合应用，对培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力具有重要作用。

二．学情分析现阶段的学生在知识层面已经具有如下储备：1.氧化还原反应的本质；2.单液原电池的形成条件和工作原理。

而在能力层面已经具有如下水平：1.能够根据氧化还原设计简单的单液原电池；2.能够根据单液原电池的工作原理，写出简单的单液原电池的电极方程式，能判断电极、电子流动、电流方向等；3.具有一定的发现问题、解决问题的能力，对实验中发现的问题，用不同的方式去解决具有浓厚的兴趣。

因此现阶段，通过实验探究，探究单液原电池的缺陷及改进，从而进一步探讨双液原电池，逐层深入，提高学生原电池的认知与分析问题能力、解决问题的能力，从而培养学生化学核心素养。

三．化学核心素养分析本课题以实验探究作为突破，围绕着原电池的工作原理，单液原电池的弊端及改进，设置问题，逐步衍生出双池，最后建构双液原电池的模型，并在此基础上进行深度的迁移应用。

学生在教师的引领下，进行分组探究实验，发现问题、解决问题，对原电池的原理进行深层次的探究，学生的思维也随之进入高阶思维，将所学知识进行情境的迁移与实际应用，构建问题解决认知模型，形成化学核心素养，落实“育人为本”的根本要求和“立德树人”的根本任务。

人教版高中化学选修四4.1《原电池》课件 (共19张PPT)

第一节原电池
下列装置中能构成原电池的是：
A
没有两个活泼性不同的导体作电极
B
C
没有电解质溶液
D
没有形成闭合回路
原电池的构成条件:
• 1.能自发进行氧化还原反应 • 2.两个活泼性不同的导体作电极 • 3.有电解质溶液 • 4.形成闭合回路
实验探究㈠
请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
本堂小结
⒈原电池的功能: ⒉原电池的工作原理：
⒊原电池输出电能的能力：
本堂小结
⒈原电池的功能:将化学能转化为电能 ⒉原电池的工作原理： ①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，通过阴阳离子的定向移动而形成内电路。 ⒊原电池输出电能的能力，取决于 ①装置设计的合理性； ②组成原电池的反应物的氧化还原能力。
练习
根据反应：Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag 设计一个带盐桥的原电池。 ⑴画出此原电池的装置简图； ⑵注明原电池的正负极； ⑶注明外电路中电子的流向； ⑷写出两个电极上的电极反应式。
实验方案
实验探究㈡
请根据反应：
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个能产生持续、稳定电流的原电池，并进行实验。
实验装置构成及实验现象
正极
电极材料电解质溶液
负极
装置图
连通两烧杯溶液的材料
电流表读数是否稳定
原电池的工作原理
e- → e- → 1.外电路中电子从
←ClK +→
设计一个原电池。
正极电解质溶液电极材料负极装置图

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

41原电池和电极电势

(1)负极写在左边，正极写在右边，溶液写在中间。
(2) 凡是两相界面，均用“│” 表示，连接两种溶液的盐桥用“‖”或“┇┇”表示。
(3) 气体或溶液中同种金属不同价态离子不能直接构成电极，必须依附在石墨或惰性金属（如Pt）做成的极板上。此时，应注明惰性金属的种类。例如： H+(c)│ H2(p2) │ Pt
例题
已知某原电池电动势为0.65V，电池反应为 Hg22+(aq) + H2(g) = 2Hg(l) + 2H+(aq)，试问：生成0.5molH2时，电池所作的最大电功是多少?
答案：因为 Wmax = -nFE 可以从半电池反应式中得到n 的数值
负极反应：H2(g) = 2H+(aq) + 2e 正极反应：Hg22+(aq) + 2e = 2Hg(l) 因为 n = 2 生成1molH2时， Wmax = -2FE 生成0.5molH2时，Wmax = -0.5×2FE
中性→反应物中只能加水， +H2O → 生成物中可出现 H+ 、 OH-
+H2O →
2.氧化还原电对
同一元素化合价不同的物质，可以构成电对，用符号 “氧化态/还原态”表示。
例如：锌电对： Zn2+/Zn
氢电对： H+/H2 锰电对：MnO4-/Mn2+ (不能写为Mn7+/ Mn2+ )
思考题
试写出下列反应的氧化还原电对
第四章电化学金属腐蚀
4.1原电池和电极电势
4.1.1 原电池 1 原电池的组成和电极反应 Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+ Cu(s) ΔG θ(298.15K)=-212.55kJ·mol-1

4.1《原电池》教案(新人教版选修4)

第一节原电池教学目标：知识与技能：1、了解原电池原理；2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件；3、理解铜锌原电池的原理与结构，初步学会制作水果电池。

过程与方法：1、培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学方法；2、培养学生的观察能力；3、培养学生的实验设计能力。

情感态度与价值观：感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观，增强学生的环保意识。

教学重点：原电池原理教学难点：原电池设计实验准备：铁片、锌片、铜片、稀硫酸、电流计、带夹子的导线若干、烧杯、试管、酒精、橘子、小灯泡、碳棒、CuSO4溶液。

课时安排：1课时教学方法：利用演示实验，启发学生的思维实验——思考——讨论——总结教学过程：[引言]我们已经知道，铁是比较活泼的金属，能溶于稀硫酸；而铜是不活泼的金属，不能溶于稀硫酸，下面我们先来观察两组实验现象。

[实验演示]①把铁片与铜片分别插入盛有锈硫酸的烧杯中；②把铁片与铜片用导线连接后，插入盛有稀硫酸的烧杯中，让学生观察回答现象。

[学生回答]在烧杯中分别插入一根铁片或铜片后，铁片上有气泡产生，而铜片上没有；把铁片与铜片连接后放入烧杯，铜片上有气泡放出，而铁片逐渐溶解，但无气泡。

[讨论]为什么铜片上会有气泡生成？[学生回答]H+在铜片上得到了电子。

[设问]同学们推测的非常正确，但我们必须清楚，H+在铜片上得到的电子是铜本身提供的还是从铁丝上传过来的呢？这又是为什么呢？这一节我们就来揭穿其中的奥妙。

[板书]第一节原电池[实验探究]下面请同学们做如下实验：①将锌片与铜片平行插入盛有稀硫酸的烧杯里；②用导线把锌片和铜片连接起来；③在导线中间接入一个电流计，让学生认真观察，回答实验现象。

[学生回答]①锌片逐渐溶解，且锌片上有气泡产生，铜片上无气泡产生；②铜片上有气泡，而锌片上没有气泡，但锌片仍在溶解；③电流计的指针发生偏转。

[教师]很好，电流计的指针发生偏转，说明导线中有电流通过。

4.1.1 原电池的工作原理

该原电池的叙述正确的是（C ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e- =Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A． ①② B．②③ C．②④ D．③④
正、负极的判断
微根据电子流动方向
观
电子流出的极电子流入的极
原电池原理的应用
1. 比较金属活动性强弱
对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性较强，正极金属的活动性较弱。 2. 加快氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。
例如：实验室制取氢气时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应速率快；或向溶液中
滴入几滴硫酸铜溶液，产生氢气的速率加快。 3. 设计化学电池 (1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。 (2)外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化性较强的物质在正极上得到电子。 (3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。
1、有一个自发进行的氧化还原反应 2、要有电极材料 3、电解质溶液 4、组成闭合回路 5、装置
设计盐桥原电池的思路： Zn+2Ag+=Zn2++2Ag
还原剂和氧化产物为负极的半电池氧化剂和还原产物为正极的半电池
根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液外电路用导线连通，可以接用电器内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路画出装置示意图
（4）两个电极必须相连并形成闭合回路。
电极材料
两种活泼不同的金属。一种金属与一种非金属（如石墨）。两电极都是其它材料。
两极一液成回路，氧化还原是中心
判断下列装置能否构成原电池

4.1原电池教学设计(表格式)高中化学人教版(2019)选择性必修1

原电池一、复习内容分析原电池与其他的能源相比有许多的优点，如能量转换率高，供能稳定可靠：可制成各种形状大小，不同容量、电压的电池及电池组：使用方便、易于维护，是现代生产、生活、国防中大量使用的一种能源。

正是由于这些原因，高考关于原电池的考题频频出现，电极反应方程式的书写更是考查的重点。

分析近年的高考试题，电极反应方程式的书写主要有两大类型：一电化学知识每年必考，近年来电化学的试题设计突出“理论联系实际，强调学以致用”。

注重以化工生产的真实过程为问题情境，以电化学知识为载体，将化学研究的基本思路与方法、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙的融合于试题中，考查考生应用实践能力。

二、学情分析学生已有氧化还原反应、金属活动性、电解质溶液等知识基础，且在必修二和选修四的学习中已经完成原电池的基本原理部分：具备一定的讨论分析、归纳总结的能力。

但是学生在解答新型原电池这类题时出现思维无序、知识综合能力缺乏、对细节的把握能力差等问题，得分率往往是偏低的。

三、复习目标及对应的结构水平1、掌握原电池的构成条件，理解原电池的工作原理、能正确判断电极名称、电子流向、电流方向、了解金属发生电化学腐蚀的原因（单点、多点结构）2、能根据电池装置、总反应方程式书写出电极反应和总反应方程式（关联结构）3、能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息，并与已知知识整合，在分析评价的基础上提高应用新信息的能力（抽象拓展结构）四、教学重难点重点：原电池基础内容（正负极、电子、电流、离子方向）的判断、反应原理等难点：能在具体的情景中整合新旧知识，正确书写电极和电池反应方程式五、教学方法环节4：原电池电极方程式的书写在书写原电池电极方程式的时候，首先判断正负极，抓住电极反应：负极氧化，正极还原，同时需要特别注意的是，要充分考虑到电解质溶液是否参与反应，从而确定电极反应产物（电极产物在电解质溶液环境中应稳定存在）。

两电极反应式相加，等于总反应方程式。

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

③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2＋＋2e－=E，
N－2e－=N2＋。则这种金属的还原性由强到弱的顺序是( A )
A．P＞M＞N＞E
B．E＞N＞M＞P
C．P＞N＞M＞E
D．E＞P＞M＞N
课堂练习11：依据氧化还原反应：2Ag+ +Cu = Cu2++2Ag设计的原电池如右图
所示。请回答下列问题：
课堂练习7：高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为Zn+Br2=ZnBr2。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
课堂练习8：控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－
隔膜型原电池及原理：阳离子交换膜：只允许阳离子通过阴离子交换膜：只允许阴离子通过质子交换膜：只允许H+通过
课堂练习2：锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分
子通过。下列有关叙述正确的是( C )
A.铜电极上发生氧化反应 B.电池工作一段时间后，甲池的c(SO42-) 减小 C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
所示的原电池。下列判断不正确的是 (D )
2Fe2＋＋I2设计成如图
A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原 C. 电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D. 电流表读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，
乙中的石墨电极为负极

4.1.1原电池教学设计高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章电化学基础第一节原电池第1课时工作原理【指导思想与理论依据】本教学设计首先依据《普通高中化学课程标准（2021 年版）》提出的化学学科核心素养来设计。

化学核心素养包括“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”。

其次依据北京师范大学王磊教授提出的电化学认识模型来设计，本教学设计中选取的认识对象为原电池。

原理维度以氧化还原反应为基础，包括电极反应物、电极产物、微观过程、宏观现象；装置维度包括原电池的所有装置要素，即失电子场所（负极材料）、电子导体、离子导体、得电子场所（正极材料）。

【教材分析】本节选自选择性必修1第四章第一节第一课时，课本上介绍了双液电池，以双液电池例子，讲解原电池原理，故重点是原电池原理。

为讲清楚、讲透彻原电池的原理，教师可以自己加工教材，更利于学生学习。

【学情分析】1.学生已有知识背景经过必修课程的学习，学生已经具备一定的氧化还原观、微粒观，学生知道氧化还原反应的本质是有电子的转移，能够判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，在给定的电解质溶液中能够分析出有哪些微粒；对原电池知识也已经有了一定的认识，但这些知识是零散的、孤立的，尚未达到系统化。

2.学生认识障碍点分析在学生已有的认识中，学生知道形成原电池需要有自发的氧化还原反应，认为构成原电池的装置需要两个活泼性不同的电极、电解质溶液、构成闭合回路，对原电池要素的认识是不全面的。

此外，学生对电极反应物和电极材料有混淆，电极反应物和离子导体未区分，并且存在着一些偏差认识，如“电极材料活泼性一定不同”“电极材料一定参与电极反应”“电解质溶液一定参与电极反应”“电解质溶液可以传导电子”“原电池离不开电解质溶液”等。

学生对原电池的认识角度不明确，分析问题时思维不够系统化。

3.学生的认识发展分析基于学生的已有认识和学习障碍点，本节课先从熟悉的锌铜单液原电池入手，通过分析锌铜单液原电池的装置构成和工作原理，初步建立原电池认识模型的装置维度和原理维度，然后通过应用初步建立的原电池认识模型分析锌铜双液原电池，完善原电池认识模型。

4.1.1原电池(导学案)高二化学(人教版2019选择性必修1)

第四章《化学反应与电能》导学案第一节原电池的工作原理第一课时原电池的工作原理【学习目标】1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用；2.从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理；3.了解原电池及常见化学电源的工作原理，理解原电池的构造组成；4.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池及创造性实验设计。

【学习重难点】重点：原电池原理、盐桥的作用、探究能力的培养；难点：原电池设计改进、探究能力的培养。

【课前预习】旧知回顾一、原电池的知识总结1．定义：将化学能转化为电能的装置叫做原电池_。

2．组成条件（1）两个活泼性不同的电极【注意】①其中一个电极的金属性相对较活泼，另一个相对较不活泼，如：金属与金属、金属与非金属。

②燃料电池中两极选石墨或铂电极。

（2）电解质溶液（3）电极用导线相连并插入电解液，构成闭合回路（4）自发的氧化还原反应3．原电池中电子流向、电流的流向及离子的迁移方向外电路中电子的流向：负极——导线——正极外电路中电流的流向：正极——导线——负极内电路中离子的迁移：阴离子移向负极溶液，阳离子移向正极溶液。

【课中探究】情境导入：我们生活中无处不见电池的使用，户外运动检测的电子手表；、笔记本电脑很多家用电器都需要使用电池；还有近几年推行的环保交通工具，电动汽车，它的主要核心就是在电池的技术，那么大家知道电池的能量是如何转化的吗？一、原电池原理（铜锌原电池为例）活动1、铜锌原电池原理的梳理任务1：实验演示：将锌片和铜片分别用夹子夹好与电流表串联，再同时插入到盛有CuSO4溶液的烧杯中，如图所示：【讨论1】1.观察两电极的现象，电解质溶液的现象及电流表的读数如何变化？【答题要点】1.原电池工作中两极的现象：①锌片逐渐溶解，铜片一极厚度变大，颜色仍是红色；②CuSO4溶液颜色逐渐变浅；③电流表的指针发生偏转。

【讨论2】原电池工作时，电子，电流的移动方向及两极反应式的书写。

【答题要点】1.原电池中电子流动方向和电流方向①外电路：电子的移动：由负极（Zn片）→导线→正极（Cu片）。

4-1-1原电池

普通干电池
§4 电化学基础 §4.1 原电池
手机电池摄像机专用电池
钮扣电池
笔记本电脑专用电池
“神六”用太阳能电池
复习回顾
将Zn片和Cu片用一导线连接，导线间接一电流计，再浸在稀 H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？（电流表发生了指针偏转）
【动画模拟】电流计 A
Zn Cu
Zn2+ Zn－2e－ = Zn2+
课堂练习2
形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（可以）
形成条件一：活泼性不同的两个电极
（不可以）ຫໍສະໝຸດ 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；
形成原电池的条件
（可以）
Zn
C
稀硫酸
（不可以）可以形成条件三：必须形成闭合回路
形成原电池的条件
形成条件四
有一个自发进行的氧化还原反应。
（2）使整个装置构成通路，
代替两溶液直接接触
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
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。
小结：将原电池反应中的氧化反
应与还原反应分开在两个不同
区域内进行，再以盐桥的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。
根据上述原理，为获得较长时间的稳定电流，如何
将 “Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？
锌片
A
铜片
Zn
A
Cu
ZnSO4 稀H2SO4
H2SO4
【实验探究五】：
(硫酸浓度与探究四的硫酸铜溶液浓度相同) 观察并比较产生电流强度的大小。 A

电化学

第四章电化学金属腐蚀本章教学要求(1)了解电极电势的概念，能用能斯特方程式进行有关计算。

(2)能应用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度。

了解摩尔吉布斯函数变△r G m与原电池电动势、△rG与氧化还原反应平衡常数的关系。

(3)联系电极电势概念，了解电解的基本原理，了解电解在工程实际中的某些应用。

(4)了解金属腐蚀及防护原理。

4.1原电池和电极电势4.1.1原电池1.原电池的组成对于一个能自发进行的氧化还原反应，例如：Zn(s)+Cu2++(aq)=Zn2++(aq)+Cu(s)根据第二章学过的知识，很容易算得298.15K时该反应的标准摩尔吉布斯函数变。

△rG(298.15K)=-212.55kJ·mol-1那么，能不能将此反应的标准摩尔吉布斯函数变直接转变为电能呢？实验室中可采取如图4.1的装置来达到这一转变。

将锌的氧化反应与Cu2+的还原反应分别在两只烧杯中进行。

一只烧杯中放入硫酸锌溶液和锌片，另一只烧杯中放入硫酸铜溶液和铜片，将两只烧杯中的溶液用盐桥联系起来，用导线连接锌片和铜片，并在导线中间连一只电流计，就可以看到电流计的指针发生偏转。

此时，反应吉布斯函数的降低转变为电能。

这种把氧化还原反应中电子的转移直接转变为电能的装置叫做原电池。

盐桥通常是一U形管，其中装入含有琼胶的饱和氯化钾溶液。

在氧化还原反应进行过程中，Zn氧化成Zn2+，使硫酸锌溶液困Zn2+增加而带正电荷；Cu2+还原成Cu沉积在铜片上，使硫酸铜溶液因Cu2+减少而带负电荷。

这两种电荷都会阻碍原电池中反应的继续进行。

当有盐桥时，盐桥中的K+和Cl-分别向硫酸铜溶液和硫酸锌溶液扩散(K+和Cl-在溶液中迁移速度近于相等)。

从而保持了溶液的电中性，电流就能继续产生。

2.原电池的半反应式和图式(1)原电池的半反应式原电池中所进行的氧化还原反应是分别在两个电极上发生的。

在铜锌原电池中，电池反应为Zn(s)+Cu2++(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)在负极上发生Zn的氧化反应：Zn(s)=Zn2+(aq)+2e-①在正极上发生Cu2+的还原反应：Cu2+(aq)+2e-=Cu(s) ②若用Cu片和硫酸铜溶液与Ag片和硝酸银溶液组成银铜原电池，由于铜比银要活泼，铜为负极、银为正极，电池反应为Cu(s)+2Ag+(aq)=Cu2+(aq)+2Ag(s)在负极上发生Cu的氧化反应：Cu(s)=Cu2+(aq)+2e- ③在正极上发生Ag+的还原反应：2Ag+(aq)+2e-=2Ag(s) ④对于自发进行的电池反应，都可以把它分成两个部分(相应于两个电极的反应)，一个表示氧化剂的(被)还原，一个表示还原剂的(被)氧化。

4.1.1原电池的工作原理-2024-2025学年高中化学选择性必修1教学课件

判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。
先写出总反应：即负极与电解质溶液反应
Cu+2FeCl3 == CuCl2 +2FeCl2
A
Cu
C
拆成离子方程式： Cu + 2Fe3＋ == Cu2＋ + 2Fe2＋
根据化合价升降判断正负极
FeCl3溶液
负极： Cu 失电子 Cu - 2e- == Cu2+
(3)注意： ①负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料本身并不参加反应。
②忽视电极材料与电解质溶液的反应关系，容易误写电极反应式，如Al负极，在酸性溶液中生成Al3＋，在碱性溶液中生成AlO2-。 ③电子从负极经外电路流向正极，但电子不通过电解液，是通过阴阳离子移动形成闭合回路。 ④用总电池反应式减去一极的电极反应式时，须在两式电子转移数相等的前提下进行。
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。盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
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。
铜此锌装原置电是池原（电盐池桥吗）？
Zn
盐桥
Cu 电极反应：负极： Zn－2e- == Zn2+ ；
CuSO4溶液中Cu2+从Cu片上得到电子还原成Cu沉积在Cu片上正极（铜电极）：Cu2+ + 2e- == Cu
此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。
什么是盐桥？
盐桥
盐桥中装有饱和的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。
盐桥的作用是什么？可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶

4.1《原电池》(人教版选修4)18ppt

3. 用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。
以下有关该原电池的叙述正确的是（C ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag++e- =Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极．
则这四种金属的活动性顺序由大到小为( B )
A、a＞b＞c＞d
B、a＞c＞d＞b
C、c＞a＞b＞d
D、b＞d＞c＞a
2、某原电池的总反应的离子方程式为：
2Fe3++Fe == 3Fe2+，不能实现该反应的原电池组成
是( C )
A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液 B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液
负极
正极
电极材料
较活泼金属较不活泼金属、碳棒
电子流动方向电子流出极
电子流入极
电流方向
电流流入极
电流流出极
溶液中离子移动方向
阴离子移向极
发生的反应发生氧化反应
阳离子移向极
发生还原反应
反应现象
电极溶解极增重或放出气体极
判断下列哪些装置构成了原电池？
练习①
②
(×)
(×)
③ (√)
④ (×)
二、对锌-铜原电池工作原理的进一步探究
A ①② B．②③ C．②④ D．③④
盐桥