第1课时原电池的工作原理 化学电源
高一化学原电池的工作原理化学电源
• 2．加快化学反应速率
• 由于原电池将氧化还原反应拆成两个半反 应且有电流产生，因而反应速率加快。
• 如 中Z滴n加与少稀量H2CSOuS4反O4应溶制液氢，气形时成，Cu可—Z向n原溶液电 池，加快反应进行。
• 3．设计制作化学电源
• 设计原电池时要紧扣原电池的三个条件。 具体方法是：
• (1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半 反应。
成负极系统，由氧化剂和导体构成正极系 统；④形成闭合回路(两电极接触或用导线 连接)。
• 【即时巩固1】 (2008·广东化学)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( )
• 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
.
• 总反应： • 2PbSO4 ＋ 2H2O===Pb ＋ PbO2 ＋ 4H ＋ ＋
2SO42－
• 3．燃料电池
• 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池， 可分酸性和碱性两种。
负极 反 应 式
正极 反
酸性
碱性
2H2－4e－＋===4H
2H2－4e－＋4OH－ ===
4H2O
O2＋4H＋＋4e－ O2＋2H2O＋4e－
1.了解原电池的工作原理，能写出电 课程标 极反应式。
准 2.了解常见化学电源的种类及其工作 原理。
1.原电池的工作原理分析，尤其是带 盐桥的原电池装置。
考点展 2.根据所给自发进行的反应设计原电 示 池，并能绘制装置图。 3.了解常用化学电源的构造及新型电 源的工作原理。
• 一、原电池的工作原理
• (3)按要求画出原电池装置图。 • 如根据以下两反应设计的原电池：
原电池(第1课时 原电池的工作原理)(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1)
1.能量转化率 1.内阻大，电流弱
低
2.盐桥需要定期更
2.氧化剂与还
换
原剂直接接触，
寿命短
隔膜原电池
1.能量转化率高 2.避免氧化剂与还 原剂直接接触，寿 命长 3.内阻小，电流强
【课堂练习】
1. 控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－
D 原电池。下列判断不正确的是 ( )
2Fe2＋＋I2设计成如图所示的
感谢观看！
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
【课堂练习】
2．100 mL浓度为2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快
反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法是( B )
H+向正极移动
锌铜稀硫酸原电池
工作原理
自发的氧化还原反应
氧化反应
还原反应
外电路
（电子导电）
Zn+2H+=Zn2++H2↑ 负极 Zn-2e-=Zn2+
正极 2H++2e-=H2↑ 电子从负极移向正极 电子由锌片移向 铜片
锌铜稀硫酸原电池
工作原理
自发的氧化还原反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑
氧化反应
（1）
Zn Zn
判断下列装置哪些属于原电池
（3）
（4）
（2）
石墨 石墨
Zn 石墨
Zn Cu
H2SO4
（5）
Zn Cu
H2SO4
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
第一节原电池(一)
一、原电池的工作原理
3. 原电池的工作原理 ②双液原电池 【实验4-1】锌铜原电池的工作原理
取出盐桥后，由于Zn失去电子生成Zn2＋进入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2＋增多而 现象解释 带正电；同时Cu2＋得到电子生成Cu在铜片上析出，使CuSO4溶液因SO42－剩余而
带负电。这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，从而使电流表指针回到零点。
知识精讲
二、原电池的应用
3. 设计原电池 ①确定电极反应； ②确定电极材料和电解质溶液； ③画出示意图。 例如，根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl===Cu2＋
正极(C)
Fe3＋＋e－===Fe2＋
电解质溶液
FeCl3溶液
知识精讲 一、原电池的工作原理
4. 原电池的工作原理示意图 ①注明原电池的组成；
②标明氧化反应和还原反应发生的区域；
③标明电子的流动方向和离子的移动方向。
知识精讲
二、原电池的应用
1. 加快氧化还原反应的速率 例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形 成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。 2. 比较金属活性强弱 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，且金属活性：a＞b。
现象解释
铜片上得到电子被还原为Cu并在铜片上析出；随着反应的进行，ZnSO4溶液中 c(Zn2＋)逐渐增大，CuSO4溶液中c(Cu2＋)逐渐减小。此时，盐桥中的Cl－移向
ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，保持左、右烧杯中溶液呈电中性，氧化还原
反应得以持续进行，从而使原电池不断地产生电流。
【全程复习方略】高中化学(鲁科版)选修四配套课件：1.3.1 原电池的工作原理 化学电源
①酸性锌锰干电池
+ 2NH 4 + 2e ====2NH3+H2 正极： __________________
总反应式：Zn+2NH4Cl====ZnCl2+2NH3+ H2 ②碱性锌锰干电池
--2e-====ZnO+H O 2 负极：Zn+2OH _______________________ -====Mn(OH) +2OHMnO +2H O+2e 2 2 2 正极：_______________________________
后，Cu2+与Zn仍会反应。
2.形成原电池可加快反应速率。( √ ) 分析：形成原电池后，得电子的还原反应转移到正极发生， 加快了反应速率。
3.原电池中外电路电子流动的方向是由正极流向负极,溶液中 阳离子向正极移动。( × ) 分析：负极失电子，电子沿导线流向正极，阳离子向正极移
动。
4.所有化学反应的化学能均能直接转换成电能。( × ) 分析：只有放出能量的自发的氧化还原反应的化学能才有可 能转换成电能。 5.铜-锌，稀硫酸构成的原电池中，铜片是阳极，铜片上有气 泡产生。( × ) 分析：原电池中电极为正、负极，而电解池中电极为阴、阳 极，铜片为原电池的正极。
5.依据电极反应的现象判断
负极：溶解或减轻的一极 正极：增重或生成气体的一极
【特别提醒】依据电极材料判断电极时，一看电极材料的活 泼性，二看电解质溶液的情况。如：镁-铝，氢氧化钠溶液构 成的原电池，由于常温下铝可与氢氧化钠溶液反应，而镁不 发生反应，故铝为负极，镁为正极。
【典例1】将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸溶液中， 一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成了原电池。则在两个原 电池中正极分别为( A.铝片、铝片 ) B.铜片、铝片
高考化学复习课件：原电池 化学电源
二、二次电池——可充电电池或蓄电池 铅酸蓄电池总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)
[微提醒] 可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极连接方式：
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提示：
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三、“高效、环境友好”的燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，分为酸性和碱性两种。
出的一极为_正___极。
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2．分析下图所示的四个原电池装置，按要求回答问题。 (1)装置①中，___M__g___作负极，该电极反应式为__M__g_－__2_e_－_=_=_=_M__g_2_＋_____。
(2)装置②中___A_l____作负极，该电极反应式为 __2_A_l_－__6_e_－_＋__8_O_H__－_=_=_=_2_A__lO__－ 2__＋__4_H__2O____ ， 正 极 反 应 式 为 _6_H__2_O_＋__6_e_－_=_=_=_6_O__H_－__＋__3_H_2_↑__。 (3)装置③中，___F_e_作正极，负极反应式为_C_u_－__2_e_－__=_=_=_C_u_2_＋__。 (4)装置④中，_F_e___作负极，正极反应式为__O__2＋__2_H__2O__＋__4_e_－_=_=_=_4_O__H_－___。
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反思归纳
原电池正、负极判断的一般方法
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二、可逆反应原电池原理的分析 3．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋ I2设计成如下图所示的原电池。回答下列问题： (1)反应开始时，负极为____乙____中的石墨(填“甲” 或“乙”)，电极反应式为_2_I_－_－__2_e_－__=_=_=_I2_。 (2)电流表读数为__零______时，反应达到化学平衡状态。 (3)当达到化学平衡状态时，在甲中加入FeCl2固体，此时负极为_甲_______中 的石墨(填“甲”或“乙”)，电极反应式为___2_F__e2_＋_－__2_e_－__=_=_=_2_F_e_3＋_________。
原电池的工作原理化学电源
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目 录
• 原电池概述 • 原电池工作原理 • 化学电源简介 • 原电池与化学电源关系探讨 • 典型案例分析 • 未来发展趋势预测
01
原电池概述
定义与分类
定义
原电池是一种将化学能直接转换 为电能的装置，其核心组成部分 包括正极、负极和电解质。
分类
根据电解质类型和电池反应性质 ，原电池可分为酸性、碱性、中 性和有机电解质电池等。
发展历程及现状
发展历程
自伏打电堆的发明至今，原电池经历了从湿电池到干电池、从铅酸电池到锂离 子电池等多个发展阶段。
现状
目前，锂离子电池是应用最广泛的原电池之一，具有高能量密度、长循环寿命 和环保等优点。同时，燃料电池、太阳能电池等新型原电池也在不断发展中。
应用领域与前景
应用领域
原电池广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、航空航天、 军事等领域。其中，锂离子电池在电动汽车和便携式电子设 备中的应用尤为突出。
替代性
随着科技的发展，新型的化学电源不断涌现，如锂离子电池、燃料电池等。这些新型化学电源在性能、环保等方 面具有优势，逐渐替代传统的原电池。然而，在某些特定应用场景中，如遥控器、玩具等，原电池仍具有不可替 代的地位。
05
典型案例分析
锂离子电池工作原理及优缺点
工作原理
锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间的迁移来实 现充放电过程。充电时，锂离子从正极脱出，嵌入负极； 放电时，锂离子从负极脱出，嵌入正极。
03
燃料电池
利用燃料和氧化剂在催化剂作用下直接产生电流，如氢氧燃料电池、甲
醇燃料电池等。具有能量密度高、环保无污染等优点，但目前成本较高，
尚未广泛应用。
高中化学原电池化学电源
③总反应：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋ 2H2O(l)。
(2)充电时的反应： ①阴极： PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO42－(aq) 。 ②阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO42－(aq) 。 ③总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋ 2H2SO4(aq)。
解析：从电池总反应式Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋
2MnO(OH)可以确定Zn为负极，电子从负极流出经外电路流向正
极。当外电路中通过0.2mol
电子，参加反应的锌理论上为
0.1mol，即质量减少6.5g。
答案：C
3．(2012·哈尔滨高三检测)有关如图所示原电池的叙述不正确 的是( )
答案：C
二、化学电源 1．一次电池——碱性锌锰干电池
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2
2．二次电池(以铅蓄电池为例)
(1)放电时的反应： ①负极： Pb(s)＋SO24－(aq)－2e－===PbSO4(s) 。 ②正极：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO24－(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)
1．下列有关电池的叙述不正确的是( ) A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极 答案：B
2．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电 池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
高中化学 原电池 化学电源
一、原电池的工作原理 1．概念和反应本质 原电池是把 化学能 转化为 电能 的装置，其反应本质 是 氧化还原反应 。 2．构成条件 (1)有两个 活泼性不同 的电极(常见的为金属或石墨)。 (2)将电极插入 电解质溶液 中。 (3)两电极间构成闭合回路。
人教版高中化学选择性必修第1册 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第1课时 原电池
A.发生氧化反应的一极为负极
B.正极为电子流入的一极
C.比较不活泼的金属为负极
D.电流流出的一极为正极
答案:C
解析:原电池装置中,一般活泼金属作负极,较不活泼金属或能
导电的非金属作正极;负极上发生氧化反应,正极上发生还原
反应;外电路中电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。
3.有下列装置:
其中是原电池的是
池的是(
)。
答案:C
解析:酒精不是电解质,不能
导电。
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↓
答案:B
池的条件,选择合适的电极材料及适宜的电解质溶液,将两电
极用导线连接插入电解质溶液形成闭合回路,即可成功设计
原电池。
将Zn+2FeCl3══ZnCl2+2FeCl2拆分为Zn-2e-══Zn2+(氧
化反应)和2Fe3++2e-══2Fe2+(还原反应);结合原电池的电极
反应特点分析可知,该电池的负极应用锌,则正极所用材料活
正极材料一般为导电性材料且活动性较差,如石墨、等
(3)确定电解质。
不含盐桥:参与正极反应的氧化剂,如
含盐桥:负极溶液一般含负极金属离子,如+,
正极溶液为参与正极反应的氧化剂,如
(4)画装置图:注明电极材料和电解质溶液成分。
①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电
2020-2021学年鲁科版化学选修4学案：1.3第1课时 原电池的工作原理 化学电源含解析
第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理化学电源1．理解原电池的工作原理及其构成条件，了解常见的化学电源。
2．能判断原电池的正负极，并正确书写电极反应式。
(重点) 3．能根据原电池原理设计简单的原电池。
授课提示：对应学生用书第15页知识点一原电池的工作原理1．两种铜锌原电池装置的对比装置图相同点实验现象检流计指针偏转，锌片质量减小，铜片质量增加电子流向电子由锌片流向铜片能量转化将化学能转化为电能电极反应及反应类型正极：Cu2＋＋2e－===Cu还原反应负极：Zn－2e－===Zn2＋氧化还原总反应方程式Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu反应区域氧化反应和还原反应在同一区域进行正负极通过盐桥联系在一起，氧化反应和还原反应在不同区域进行不同点回路外电路：电子由锌片经导线流向铜片内电路：溶液中自由移动离子的定向移动外电路：电子由锌片经导线流向铜片内电路：除溶液中离子定向移动外，盐桥起到沟通两个半电池的作用(1)概念：将化学能转变为电能的装置。
(2)构成条件①两个电极：活泼性不同的两种金属或一种金属与一种非金属导体。
②电解质溶液。
③形成闭合回路。
[自我诊断](1)原电池中外电路电子流动的方向是正极流向负极，溶液中阳离子向正极移动。
(×) (2)铜锌原电池中，若将铜片抽走，则不会发生反应。
(×)(3)铜、锌、稀硫酸构成的原电池，铜片是阳极，锌片上有气泡产生。
(×) (4)所有化学反应的化学能均能直接转变成电能。
(×) 知识点二化学电源 1．常见电源分类⎩⎪⎨⎪⎧一次电池：只能放电，不能充电二次电池(可充电电池)⎩⎪⎨⎪⎧放电时—原电池反应充电时—电解池反应燃料电源2．常见电源(1)锌锰干电池(一次电池) ①酸性锌锰干电池 负极：Zn －2e －===Zn 2＋正极：2NH ＋4＋2e －===2NH 3↑＋H 2↑总方程式：Zn ＋2NH 4Cl===ZnCl 2＋2NH 3↑＋H 2↑ ②碱性锌锰干电池负极：Zn －2e －＋2OH －===ZnO ＋H 2O 正极：MnO 2＋2H 2O ＋2e －===Mn(OH)2＋2OH －总方程式：Zn ＋MnO 2＋H 2O===ZnO ＋Mn(OH)2 (2)铅蓄电池(二次电池) 放电时(原电池)：负极：Pb ＋SO 2－4－2e －===PbSO 4正极：PbO 2＋4H ＋＋SO 2－4＋2e －===PbSO 4＋2H 2O 总方程式：Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O 充电时(电解池)：阴极(电池的负极)：PbSO 4＋2e －===Pb ＋SO 2－4阳极(电池的正极)：PbSO 4＋2H 2O －2e －===PbO 2＋4H ＋＋SO 2－4 总方程式：2PbSO 4＋2H 2O===Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4 (3)氢氧燃料电池 ①碱性电解液：负极：2H 2＋4OH －－4e －===4H 2O 正极：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －②酸性电解液：负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O③中性电解液：负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－总方程式：2H2＋O2===2H2O[自我诊断]可充电电池的充电、放电过程的原理分别是什么？两过程是否是可逆反应？[提示]可充电电池放电时是原电池，把化学能转变为电能，充电时是电解池，把电能转变为化学能。
人教版化学选修四原电池课件
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子
，使由它连接的两溶液保持电
中性，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。
★盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
导线的作用是传递电子，沟 通外电路。而盐桥的作用则是
（2）平衡电荷。
沟通内电路。
(3)双液原电池的优
两电极均为惰性电极，常见于燃料电池。 1、酸性介质
氢氧燃料电池 2H2+O2=2H2O 负极：2H2 - 4e-=4H+ 正极：O2+ 4H+ + 4e-=2H2O a. 应考虑电解质对电极反应的影响 b. 介质为酸性溶液时，反应式两边不能出现OH-离子 c. H+写在正极的反应物中
34
2、碱性介质 氢氧燃料电池 2H2+O2=2H2O 负极：2H2+ 4OH- - 4e-=4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- =4OH-
Cu
Ag
电池电极反应式的类型
仅有负极材料 参与反应
电 池
两电极材料均 不参与反应
两电极材料均 参与反应
26
电池电极反应式的书写
规则： 先写出总反应，再写出某一个简单的半反 应，用总反应 减去半反应就得到另一个半 反应
由NordriDesign提供
一、仅有负极材料参与反应
参与反应的金属电极本身为负极，负极参与反应的 金属失电子（先写出负极反应式），正极是介质溶液
②组
③组
④组
蜂鸣器
响
响
响
不响
区别
两极材料不同
结论
活泼性不同的负极：较活泼的金属
原电池的工作原理ppt课件
电子流向： 负极 → 正极 电流方向： 正极 → 负极
外电路
e-
锌片：Zn－2e- = Zn2+
氧化反应 负极
正极
铜片： 2H+＋2e- = H2↑
还原反应
内电路
H+ H+
电子不下水 离子不上岸
离子移动： 阳离子(+)：向正极，阴离子(-) : 向负极。
总反应： Zn＋2H+ = Zn2+＋H2↑
建构原电池认知模型
【重点难点】 原电池的工作原理，电极反应式的书写
【知识回顾】
什么是原电池？
把化学能转化成电能的装置
构成原电池需要哪些条件？
反应
自发的氧化还原反应
电极材料 离子导体
两个能导电的电极 电解质溶液或熔融电解质
四个基本要素
电子导体 导线、电极等
一、单液原电池
Cu-H2SO4(aq)-Zn原电池（必修）
e-
CuSO4溶液
三、隔膜电池
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。
只允许阴离子通过
只允许阳离子通过
只允许H+通过
总结
名称
单液原电池
双液原电池
隔膜原电池
优点
电流强
避免氧化剂与还原剂 1、氧化剂与还原剂不 直接接触，寿命长 直接接触，寿命长
2、内阻小，电流强
缺点 1、电流容易衰减 2、氧化剂与还原 剂直接接触，不工 作也会发生反应
2、如何避免Cu2+在锌片上得电子，提高电能转化效率? 锌片与Cu2+不直接接触。
【思考】负极区域应该用什么电解质溶液呢？ A 、CuSO4溶液 B、ZnSO4溶液
第1讲 原电池 化学电源教师版
第1讲 原电池 化学电源★考情直播 考纲解读考点整合考点1原电池原理1．原电池的反应原理：自发的、放热的 反应原电池的电路工作原理：(外电路)负极失去电子，电子经导线流向 极。
(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动， 向负 极移动， 向正极移动。
2．原电池的电极和电极反应：正极：符号“+”， 得到电子，发生 ;是 剂 负极：符号“－”，失去电子，发生；是 剂 以锌铜电池(电解液H 2SO 4溶液)为例：如图 电子经导线流向正极 氧化反应还原反应 失电子 Zn Cu 得电子 锌溶解 SO 铜极不变 Zn －2e －=Zn2+阴离子向负极移动；2H ++2e －=H 2↑ 阳离子向正极移动3．原电池形成的一般条件：(1)两极： 的金属(或一种是金属，另一种是非金属导体)。
(2)电解质溶液：电极必与电解质溶液接触。
(3)形成闭合回路：电极相互接触或 连接。
考点1 原电池原理1. 阴离子、阳离子2. 还原反应、氧化反应3．活泼性不同，用导线、盐桥4.这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（Primary Cell ） 正、负两极分别发生的反应，称为电极反应。
电池反应：Zn+ Cu 2+＝Cu+ Zn 2+（总反应） 氧化-还原反应的本质：盐桥的作用：盐桥：在U 型管中装满用饱和KCl 溶液和琼胶作成的冻胶。
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。
【例1】（09年福建理综〃11）控制适合的条件，将反应2Fe 3＋＋2I －2Fe 2＋＋I 2设计成如右图所示的原电池。
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 B ．反应开始时，甲中石墨电极上Fe 3＋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FeCl 2固定，乙中石墨电极为负极 答案：D解析：乙中I －失去电子放电，故为氧化反应，A 项正确；由总反应方程式知，Fe 3＋被还原成Fe 2＋，B 项正确；当电流计为零时，即说明没有电子发生转移，可证明反应达平衡，C 项正确。
高中化学选修课件 ：第1章第三节第1课时
【答案】
(1)铜(或Cu) 正(Ag)
AgNO3溶液
(2)正
Ag＋＋e－→Ag
Cu→Cu2＋＋2e－
(3)负(Cu)
【提示】 若左池的CuSO4溶液改换成 AgNO3溶液，电极Cu与AgNO3溶液直接发 生置换反应，外电路上不会得到持续稳定的 电流。
互动探究
若将左池中的电解质溶液改换成AgNO3溶液， 会产生怎样的效果？
燃料电池 能量利用 率高可连 续使用， 污染轻
2.常见电池 (1)锌锰干电池(一次电池) 酸性 碱性 ①组成：分为____锌锰干电池和____锌锰干 锌筒 石墨棒 电池，其正极为______，负极为____，前者 NH4Cl 电解质溶液为______和ZnCl2混合液，后者 电解质为KOH、MnO2。 ②电极反应及电池反应
【解析】 根据电池反应2Ag＋(aq)＋ Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)可知，负极反应 为Cu―→Cu2＋＋2e－，正极反应为2Ag＋＋ 2e－―→2Ag，所以负极材料为Cu，正极溶 液为含Ag＋的电解质溶液，如AgNO3溶液。 电池工作时外电路中的电子从负极(Cu)流向 正极(Ag)。
【解析】 (1)、(2)两种情况都具备了形成 原电池的条件，因而灯泡都亮。当电解质为 酸溶液时，Mg比Al活泼，Mg是原电池的负 极，失去电子变为Mg2＋；Al是原电池的正 极，电子由Mg片流向Al片。正极上H＋得电 子变为H2。当电解质为碱溶液时，Al与碱反 应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋ 3H2↑，而Mg与碱不反应。所以Al是原电池 负极，负极上Al失去电子，电子流向正极； Mg是正极，正极上H＋得电子变成H2。
3．可充电电池的反应规律 (1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电 时是原电池，充电时是电解池。 (2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应， 放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形 式上可逆。即将正(负)极反应改变方向即得 阳(阴)极反应式。
化学电源-原电池上
化学电源-原电池上————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电化学——原电池、电解池（上）【知识内容】一、原电池原理1．原电池的反应原理：自发的、放热的氧化还原反应原电池的电路工作原理：(外电路)负极失去电子，电子经导线流向正极。
(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动，向负极移动，向正极移动。
2．原电池的电极和电极反应：以锌铜电池(电解液H2SO4溶液)为例，如右图：负极：锌电极，电子，发生反应，本身溶解；反应：Zn－2e－=Zn2+，阴离子向负极移动；正极：铜电极，电子，发生反应，本身无变化。
反应：阳离子向正极移动，2H++2e－=H2↑3．原电池形成的一般条件：(1)两极：的金属(或一种是金属，另一种是非金属导体)。
(2)电解质溶液：电极必与电解质溶液接触。
(3)形成闭合回路：电极相互接触或用连接，电解质溶液用连接。
特别提醒：原电池形成还有一个隐蔽条件：能发生自发的氧化还原反应【做题技巧】⑴．是否为原电池的判断先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四看”：看电极——两极为导体且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极），看溶液——两极插入电解质溶液中，看回路——形成闭合回路或两极直接接触，看本质——有无氧化还原反应发生。
⑵．原电池正、负极的确定①由两极的相对活泼性确定。
②根据在两电极发生反应的物质的化合价的升降情况来判断。
③由电极变化情况确定。
④根据某些显色现象确定。
⑤根据外电路中自由电子的运动方向规定：在外电路中电子流出的电极叫负极，电子流入的电极叫正极。
⑥根据内电路中自由离子的运动方向规定：在内电路中阳离子移向的电极叫正极，阴离子移向的电极叫负极。
⑶．电极反应式的书写书写电极反应式是学习电化学的基本功，也是高考和竞赛所必须掌握的知识点。
高中化学原电池和化学电源
高考总复习原电池和化学电源【考点梳理】考点一、原电池的概念1．能量的转化原电池：将化学能转变为电能的装置。
电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。
2．工作原理设计一种装置，使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能，即将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使电子转移经过导线，在一定条件下形成电流。
电子从负极（较活泼金属）流向正极（较不活泼金属或碳棒），负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
电极电极材料反应类型电子流动方向负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子以下是锌铜原电池装置示意图：3．原电池的组成条件(1)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。
原电池中两极活泼性相差越大，电池电动势就越高。
(2)电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。
(3)导线将两电极连接，形成闭合回路。
（4）有能自发进行的氧化还原反应。
4．原电池的判断方法（1）先分析有无外接电池，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池。
（2）多池相连，但无外电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。
5判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中离子定阴离子移向的负极阳离子移向的正极向移动方向发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极6在原电池构成的闭合电路中，有带电粒子的定向移动。
在外电路上电子从负极经导线上流入正极；在内电路上即在电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极。
具体情况见图：考点二、原电池原理的应用1．加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。
2．比较金属活动性强弱例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀H2SO4中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。
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B )
化学 3.化学电池是将化学能转化成电能的装置,它包括一次电池、二次电池和 燃料电池等几大类。下列相关说法正确的是( A ) A.通过电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少可以判断该电池的 优劣 B.二次电池又称充电电池或蓄电池,这类电池可无限次重复使用
C.除氢气外,甲醇、汽油、氧气等都可用做燃料电池的燃料
-
PbO2+4H + SO 2 4 ;
+
Pb+ SO 2 4 。根据图示,电解一段时间后,原 PbO2
化学
【疑难剖析】 1.工作原理 氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行,成为两个“半反应”,通过电极和 导线将电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能。如铜锌原电池: Zn +Cu
2+
化学
2.原电池与电解池的比较
本质 装置 判断 电极 判断 电极 上发 生的 反应 电子 流向 电流 方向
原电池 化学能转化为电能 无外接电源 负极:还原性较强的电极或电子 流出的电极 正极:还原性较弱的电极或电子 流入的电极 负极:负极材料本身或还原剂失 去电子,发生氧化反应 正极:溶液中某些阳离子或氧化 剂得到电子,发生还原反应 负极→外电路→正极 正极→外电路→负极
①放电时,Fe 为正极,Ni2O3 为负极 ②充电时,阴极上的电极反应式是:Fe(OH)2+2e ③充电时,Ni(OH)2 为阳极 ④蓄电池的电极必须浸在某碱性溶液中 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
-
Fe+2OH
-
化学
解析:由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子,Ni2O3 做氧化剂得到 电子,即正极为 Ni2O3、负极为 Fe,①错误;充电可以看做是放电的逆过程, 即阴极为原来的负极,电池放电时,负极反应为:Fe+2OH--2e所以电池充电过程时阴极反应为 Fe(OH)2+2e 阴极发生 Fe(OH)2+2e
+ -
Ag,正确;③
实验过程中取出盐桥,不能构成闭合回路,所以原电池不能继续工作, 错误;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, 正确。
答案:C 【名师点睛】 设计原电池时,要从原电池的基本原理——氧化还原 反应入手,分析原电池的电极和电极反应。
化学
【跟踪训练 1】将反应 Cu(s)+2Ag+(aq) 图所示,下列有关叙述正确的是(
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回顾知识衔接
1.原电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。 2.原电池(Cu-Zn原电池)的工作原理。
3.常见的电池:
(1)干电池:锌锰电池; (2)蓄电池:铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池; (3)燃料电池。
化学
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一、原电池
化学 【思考1】 如何确定原电池的正负极? 答案:(1)由组成原电池的两极材料判断
电池总反应式为:Pb+PbO2+4H + 2SO 2 4
+
2PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原): (1)放电时,正极的电极反应式是 ; 电解液中 H2SO4 的浓度将变 ;当外电路通过 1 mol 电子时,理论上负 极板的质量增加 g。 (2)在完全放电耗尽 PbO2 和 Pb 时,若按如图连接,电解一段时间后,则在 A 电极上 生成 ,B 电极上生成 ,此时铅蓄电池的正、负极的极性将 。
化学
第3节 化学能转化为电能——电池 第1课时 原电池的工作原理 化学电源
化学 【新课导入】 (教师用书备用) 1786年,意大利生物学家伽伐尼在实验室解剖青蛙,当手术刀碰到蛙腿上 的神经时,已死去的蛙腿剧烈痉挛,并出现电火花,他并没有把铜质解剖盘、
铁质手术刀、蛙腿三者联系起来,而错误地认为是“生物电”。后来伏打
+ -
)
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极 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
化学
解析:根据提供的物品,所设计原电池的原理反应为:Cu+2Ag+ Cu2++
2Ag,所以需要设计金属铜做负极,负极上金属铜失去电子发生氧化反 应,金属银做正极,正极上银离子得电子发生还原反应,外电路中,电子 从负极沿导线流向正极。①在外电路中,电流由银电极流向铜电极,错 误;②正极上得电子发生还原反应,所以反应为:Ag +e
对这一现象进行了进一步研究,并据此设计出了世界上第一个将化学能转 化成电能的装置——伏打电池(伏打曾叫它伽伐尼电池)。那在什么条件 下才能形成电池呢? 【学习目标】 1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应式和电池反应 方程式。 2.掌握构成原电池的条件。 3.了解常见化学电源的种类、工作原理和用途。 4.能根据电池反应,电流方向等判断原电池的正极、负极。
画出示意图
化学
【特别提示】 (1)原电池中相对活泼金属不一定做负极,还要考虑电
解质溶液等情况,如MgAlNaOH溶液形成的原电池中,Mg做正极,Al做负 极;再如AlCu浓HNO3形成的原电池中,Al做正极,Cu做负极。 (2)原电池中,电极材料可能与电解质反应,也可能与电解质不反应。 如氢氧燃料电池、钢铁的吸氧腐蚀等。 (3)形成闭合回路的方式有多种,可以是导线连接两个电极,也可以是 两电极直接接触。
化学 4.盐桥的作用
(1)形成完整的闭合回路。
(2)把氧化反应、还原反应分开来进行,如图中,Cu2+只能在铜片获得电子, 提高了电池的效率。
(3)通过盐桥中离子的移动,维持两池中电荷的平衡,使电池反应持续进行。
化学
【例 1】 (2015 浙江杭州六校期中联考)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 形管)构成一个原电池。 以下有关该原电池的叙述正确的是( ②正极反应为:Ag +e
电解池 电能转化为化学能 有外接电源 阳极:与直流电源正极相连的电极 阴极:与直流电源负极相连的电极 阳极:阳极金属或溶液中的阴离子失 去电子,发生氧化反应 阴极:溶液中的阳离子得到电子,发 生还原反应 电源负极→阴极 阳极→电源正极 阴极→电源负极 电源正极→阳极
化学
3.应用 依据原电池的工作原理,可以将氧化还原反应设计成原电池。设计思路如下:
D.废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是回收电 池外壳的金属材料
化学
课堂探究
探究1 原电池的工作原理及应用
问题导引
解疑难 提能力
1.原电池中相对活泼的金属一定做负极吗?
2.原电池中,负极材料一定参与电池反应吗?
3.如何将 2FeCl3+Cu
2FeCl2+CuCl2 设计成原电池?
问题导引
1.可充电电池的放电、充电过程的原理是什么? 2.在充电时,电池的电极与外接直流电源电极如何连接?
化学 【疑难剖析】 可充电电池属于二次电池,是一种可反复使用的电池。当电池放电时,是一种
原电池,当电池充电时,又是一种电解池。
1.可充电电池的电极和电极反应判断 可充电电池有放电和充电两个过程。可充电电池的两极都是借助于各过程反应中 元素化合价的变化判断。 如高铁电池,总反应方程式为:3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 放电时反应方向是从左到右,锌的化合价升高,发生氧化反应,锌为负极;铁的化 合价降低,发生还原反应,K2FeO4 为正极反应物。充电时反应从右到左,Zn(OH)2 中 锌的化合价由+2 价降为 0 价,发生还原反应,Zn(OH)2 是阴极反应物,Fe(OH)3 中铁 的化合价由+3 价升高为+6 价,发生氧化反应,Fe(OH)3 为阳极反应物。
设计思路 以自发进行的氧化还原反应为基础 根据化合价变化,把氧化还原反应分解为 氧化反应和还原反应两个半反应,从而确 定电极反应 以两极反应为原理,确定电极材料及电解 质溶液 2FeCl3+Cu Cu-2e
-
实例 2FeCl2+CuCl2 Cu
2+
氧化反应(负极): 还原反应(正极): 2Fe3++2e2Fe2+ 负极材料:Cu 正极材料:石墨或铂 电解质溶液:FeCl3(aq)
一般是活泼金属做负极,不活泼金属或非金属做正极。
(2)根据电子流向或电流方向判断 电子流出的一极是负极,电子流入的一极是正极,电流方向与电子流动方
向相反。
(3)根据两极反应类型判断 发生氧化反应的为负极,发生还原反应的为正极。 (4)根据电解质溶液中离子的移动方向判断
在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
流回电源正极,构成一个闭合回路。
【特别提示】 无论是原电池还是电解池,阳离子一定移向发生还原反应的极, 阴离子一定移向发生氧化反应的极。
化学 3.电极反应式的书写 (1)放电时(原电池)
负极—还原剂发生氧化反应,可据此写出负极反应式。
正极—氧化剂发生还原反应,可据此写出正极反应式。 (2)充电时(电解池)
化学
解析:(1)原电池里正极上得电子、负极上失电子。根据电池总反应式,正
极反应为:PbO2+ SO 2 4 +4H +2e
+ -
PbSO4+2H2O PbSO4 质量增加 96 g Δm
负极反应为:Pb+ SO 2 4 -2e
-
2 mol 1 mol 求得Δm=48 g。
(2)电解池里与电源正极相连的电极(阳极)上失电子,与电源负极相连的 电极(阴极)上得电子。则阳极反应为 PbSO4+2H2O-2e 阴极反应为 PbSO4+2e