原电池学案

原电池学案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

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第四章 电化学基础 第一节 原电池

【学习目标】： 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；电极反应式的书写；

3、理解铜锌原电池的原理与结构。 【学习重点】：原电池原理 【学习过程】

一、1、原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是_____________反应。

2、如右图所示，组成的原电池：

（1）当电解质溶液为稀H 2SO 4时： Zn 电极是____（填“正”或 “负”）极，其电极反应为_______________，该反应是

______（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu 电极是______极，其电极反应为______________ ,该反应是 反应。

（2）当电解质溶液为CuSO 4溶液时： Zn 电极是____极，其电极反应

为 ，该反应是________反应；Cu 电极是____极，其电极反应为_______________,该反应为_________反应. 「探究」：上图当电解质溶液为CuSO 4溶液时：

现象1：电流计的指针发生偏移，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。

结论： 发生了原电池反应，且其中锌为原电池的负极，铜为正极 现象2：随着时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，直至无电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。

分析：锌与CuSO

4

溶液发生置换反应，溶液中的Cu2+在锌片表面被直接还原，析出的铜在锌片表面构成原电池，逐渐使向外输出的电流强度减弱直至无电流再产生。

当电解质溶液为稀H

2SO

4

时，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，电流也不断减弱。

解决办法：使用盐桥。

●盐桥：通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。

如右图所示，组成的原电池：

观察有什么现象发生取出盐桥，又有什么现象发生

现象：有盐桥存在时电流计指针，即（有或无）电流通过电路。取出盐桥，电流计指针，说明（有或无）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

有盐桥存在时，盐桥中的Cl- 会移向ZnSO

4溶液，K+ 移向CuSO

4

溶液，使 ZnSO

4

溶液和CuSO

4溶液继续保持电中性。于是，锌和CuSO

4

的氧化还原反应继续进

行，从而不断产生电流。同时能使两个烧杯中的溶液形成一个通路。

●盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维模式，使氧化剂和还原剂在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。

●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NH

4NO

3

的饱和溶液中即可。

（2）. 将KCl或NH

4NO

3

的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可.

二、形成原电池的条件

1、由两个半电池组成原电池的工作原理:

把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。

①.在这类电池中，用为负极，负极向外电路提供电子；

用作为正极，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①：锌铜原电池产生电流时，

（）

A、阳离子移向Zn 极，阴离子移向Cu 极

B、阳离子移向Cu 极，阴离子移向Zn 极

C、阳离子和阴离子都移向Zn极

D、阳离子和阴离子都移向Cu 极

2、探究组成原电池的条件: 判断下列哪几个装置能形成原电池

分析：组成原电池的条件：

①

②

③

④

练习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（）

3、电解质溶液和电极材料的选择:

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一般应与电极材料具有相同的阳离子。

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

作正极

③.金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO

2

④.惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt

练习③：请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 设计成原电池。

负极：

正极：

电解质溶液：

若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么试画出原电池的装置简图。

【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）

【基础达标】

1．关于原电池的叙述中正确的是( )

A．构成原电池的两极必须是两种不同金属

B．原电池是将化学能转化为电能的装置

C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质析出

D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原

2．下列反应可用于设计原电池的是( )

A．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2

C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑

D．NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓

3．有关原电池的下列说法中正确的是( )

A．在外电路中电子由正极流向负极

B．在原电池中，只有金属锌作为负极

C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动

D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动

4．如图所示的装置，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中，使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是( )

A．铁圈和银圈左右摇摆不定

B．保持平衡状况

C．铁圈向下倾斜

D．银圈向下倾斜