4-1原电池PPT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!。
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
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
普通化学第四章
在金属板上 沉积 在溶液中 留在金属板上
当达到平衡时,若金属溶解的趋势大于金属离子析 出的趋势,则金属极板上会带有过剩的负电荷,等量 的正电荷将分布在溶液中,因静电引力,形成了 双电层结构。活泼金属失电子倾向大,平衡时, 金属表面带负电荷。
16
电极电势的产生
由于双电层作用在金属表面和它的盐溶液之间产生的 电势差叫做该金属的电极电势,简称电极电势,用来 表示。
10
原电池符号:
(-)Pt|CO2(p)|C2O42-(c1)||MnO4-(c2), Mn2+(c3) , H+(c4)|Pt(+)
Pt
Pt
CO2
C2O42-
MnO4-, Mn2+, H+
11
例 4.1
Zn电极与氢电极组成的原电池符号:
() Zn
Zn2 (c ) 1
H (c2 )
H (p 2
)
普通化学
第四章 电化学基础
1
4.1 原电池
4.2 4.2 电极电势和电动势
4.2 4.3 能斯特方程
4.2 4.4 影响电极电势的因素
4.2 4.5 电极电势的应用
4.2 4.6 电解
4.2 4.7 金属的腐蚀与防护
4.2 4.8 化学电源
2
4.1 原电池
4.1.1 原电池的组成 4.1.2 电极类型 4.1.3 原电池的符号
4.2.1 电极电势 4.2.2 原电池的电动势 4.2.3 电极电势的测定
14
4.2 电极电势和电动势
4.2.1 电极电势
15
当把金属浸入其盐溶液时, 在金属与其盐溶液的接触界面上 就会发生溶解和沉积两个不同的 过程,当溶解速率和沉积速率相 等时,达到动态平衡:
当达到平衡时,若金属溶解的趋势大于金属离子析 出的趋势,则金属极板上会带有过剩的负电荷,等量 的正电荷将分布在溶液中,因静电引力,形成了 双电层结构。活泼金属失电子倾向大,平衡时, 金属表面带负电荷。
16
电极电势的产生
由于双电层作用在金属表面和它的盐溶液之间产生的 电势差叫做该金属的电极电势,简称电极电势,用来 表示。
10
原电池符号:
(-)Pt|CO2(p)|C2O42-(c1)||MnO4-(c2), Mn2+(c3) , H+(c4)|Pt(+)
Pt
Pt
CO2
C2O42-
MnO4-, Mn2+, H+
11
例 4.1
Zn电极与氢电极组成的原电池符号:
() Zn
Zn2 (c ) 1
H (c2 )
H (p 2
)
普通化学
第四章 电化学基础
1
4.1 原电池
4.2 4.2 电极电势和电动势
4.2 4.3 能斯特方程
4.2 4.4 影响电极电势的因素
4.2 4.5 电极电势的应用
4.2 4.6 电解
4.2 4.7 金属的腐蚀与防护
4.2 4.8 化学电源
2
4.1 原电池
4.1.1 原电池的组成 4.1.2 电极类型 4.1.3 原电池的符号
4.2.1 电极电势 4.2.2 原电池的电动势 4.2.3 电极电势的测定
14
4.2 电极电势和电动势
4.2.1 电极电势
15
当把金属浸入其盐溶液时, 在金属与其盐溶液的接触界面上 就会发生溶解和沉积两个不同的 过程,当溶解速率和沉积速率相 等时,达到动态平衡:
部编人教版高二化学选修4《第4章电化学基础第1节原电池》课堂教学精品ppt课件
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5.原电池的“盐桥”中装的必须是电解质,原电池工
作时导线上有电子通过,盐桥中也一定有电子通
过
()
提示:错误.因为金属导体是靠自由电子的定向
移动而导电,电解质溶液只能是靠阴、阳离子的
定向移动而导电,故盐桥上定向移动的只能是离
子而不是电子.
返回
返回
一、原电池工作原理 1.原电池工作原理图示
返回
返回
1.如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是( )
返回
解析:依据构成原电池的四个必要条件分析:A中两电 极相同;C中没有构成闭合回路;D中酒精是非电解 质.唯有B符合条件. 答案: B
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考查点二 原电池原理的应用
[例2] X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸
入稀硫酸中构成原电池.X、Y相连时,X为负极;Z、
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二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写 1.原电池正负极的判断 (1)由组成原电池的两电极材料判断.对原电池而言,活
泼的金属是负极,活泼性较弱或能导电的非金属是 正极. (2)根据电流方向或电子流动方向判断.原电池中,电流 由正极流向负极,电子由负极流向正极.
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(3)根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断.在原电 池内,阳离子移向正极,阴离子移向负极.
的关系).
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考查点一 原电池原理
[例1] (2010·陵水高二检测)某原电池总反应的离子方程
式为:2Fe3++Fe===3Fe2+,不. 能实现该反应的原电池
是
()
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3 B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3 C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3 D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3
5.原电池的“盐桥”中装的必须是电解质,原电池工
作时导线上有电子通过,盐桥中也一定有电子通
过
()
提示:错误.因为金属导体是靠自由电子的定向
移动而导电,电解质溶液只能是靠阴、阳离子的
定向移动而导电,故盐桥上定向移动的只能是离
子而不是电子.
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一、原电池工作原理 1.原电池工作原理图示
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1.如下图所示的装置能够组成原电池产生电流的是( )
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解析:依据构成原电池的四个必要条件分析:A中两电 极相同;C中没有构成闭合回路;D中酒精是非电解 质.唯有B符合条件. 答案: B
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考查点二 原电池原理的应用
[例2] X、Y、Z、W四块金属板分别用导线两两相连浸
入稀硫酸中构成原电池.X、Y相连时,X为负极;Z、
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二、原电池正负极的判断和电极反应式的书写 1.原电池正负极的判断 (1)由组成原电池的两电极材料判断.对原电池而言,活
泼的金属是负极,活泼性较弱或能导电的非金属是 正极. (2)根据电流方向或电子流动方向判断.原电池中,电流 由正极流向负极,电子由负极流向正极.
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(3)根据电解质溶液内离子的定向移动方向判断.在原电 池内,阳离子移向正极,阴离子移向负极.
的关系).
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考查点一 原电池原理
[例1] (2010·陵水高二检测)某原电池总反应的离子方程
式为:2Fe3++Fe===3Fe2+,不. 能实现该反应的原电池
是
()
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3 B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3 C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3 D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3
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……
人教版高中化学选修4第四章第一节 原电池 课件(共27张PPT)
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。
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。
A
Zn 盐桥
Cu
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
盐桥:
在U型管中装满用 饱和KCl溶液和琼 脂作成的冻胶。
设计如下图所示的原电池装置,你能解释它的工 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
原电池
盐桥的作用: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
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e=Zn2+
电解质 溶液
阴离子 盐桥 阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
19
得出结论
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。
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
第四章 电化学基础
环节一
手 机 又 没 电 了 !
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑 专用电池
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。
A
Zn 盐桥
Cu
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
盐桥:
在U型管中装满用 饱和KCl溶液和琼 脂作成的冻胶。
设计如下图所示的原电池装置,你能解释它的工 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
原电池
盐桥的作用: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
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e=Zn2+
电解质 溶液
阴离子 盐桥 阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
19
得出结论
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。
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
第四章 电化学基础
环节一
手 机 又 没 电 了 !
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑 专用电池
【化学】4-1原电池ppt课件
实验景象:
电极本身溶解的为负极,电极上有金属或气体析出的为正极
1.判别以下图安装,哪些能构成原电池〔 〕 A E F
Fe
Cu
N a C l溶 液
(F)
2.发生原电池C的反D 响通常是放热反响,在实际上可设计成原电池的化学
反响是〔
〕
A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H>0
B、NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H<0
小结: 将原电池反响中的氧化反 应与复原反响分开在两个不同 区域内进展,再以适当的方式 衔接起来,从而获得了稳定持 续的电流。
一、双液原电池的任务原理
[实验一]按以下图进展实验,留意察看景
象.
G
[实验景象]
盐桥
①电流计指针偏转,并指示电子是
Zn
Cu
由锌片流向铜片;〔向正极偏转〕
②锌片溶解,质量减少;
[小结] 二、原电池的原理及构成条件
1、原电池的定义:化学能转变为电能的安装。
2、构成原电池的条件:两极-液-连线 〔1〕有两种活动性不同的金属〔或金属与非金属〕作电极。 〔2〕电极资料均插入电解质溶液中。 〔3〕两极相连构成闭合电路。 〔4〕氧化复原反响〔前提条件〕 3、原电池的电极: ①资料种类:金属—金属〔活泼性不同〕; 金属—非金属;金属—金属氧化物等。 ②负极:复原剂发生氧化反响的一极; 正极:氧化剂发生复原反响的一极; ③正、负极的判别方法: 电流计指针的偏转方向: 电子流出或电流流入的一极为负极, 电子流入或电流流出的一极为正极
使Zn盐和Cu盐溶液不断坚持电荷平衡,组成内部 闭合回路,从而使电子不断从Zn极流向Cu极。
6、电解质溶液和电极资料的选择
电极本身溶解的为负极,电极上有金属或气体析出的为正极
1.判别以下图安装,哪些能构成原电池〔 〕 A E F
Fe
Cu
N a C l溶 液
(F)
2.发生原电池C的反D 响通常是放热反响,在实际上可设计成原电池的化学
反响是〔
〕
A、C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H>0
B、NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H<0
小结: 将原电池反响中的氧化反 应与复原反响分开在两个不同 区域内进展,再以适当的方式 衔接起来,从而获得了稳定持 续的电流。
一、双液原电池的任务原理
[实验一]按以下图进展实验,留意察看景
象.
G
[实验景象]
盐桥
①电流计指针偏转,并指示电子是
Zn
Cu
由锌片流向铜片;〔向正极偏转〕
②锌片溶解,质量减少;
[小结] 二、原电池的原理及构成条件
1、原电池的定义:化学能转变为电能的安装。
2、构成原电池的条件:两极-液-连线 〔1〕有两种活动性不同的金属〔或金属与非金属〕作电极。 〔2〕电极资料均插入电解质溶液中。 〔3〕两极相连构成闭合电路。 〔4〕氧化复原反响〔前提条件〕 3、原电池的电极: ①资料种类:金属—金属〔活泼性不同〕; 金属—非金属;金属—金属氧化物等。 ②负极:复原剂发生氧化反响的一极; 正极:氧化剂发生复原反响的一极; ③正、负极的判别方法: 电流计指针的偏转方向: 电子流出或电流流入的一极为负极, 电子流入或电流流出的一极为正极
使Zn盐和Cu盐溶液不断坚持电荷平衡,组成内部 闭合回路,从而使电子不断从Zn极流向Cu极。
6、电解质溶液和电极资料的选择
人教版必修2第二章第二节说课--原电池(共19张PPT)
•
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为,半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
二、说教学目标
1、知识与技能:
认识原电池的概念;
掌握原电池的工作原理和形成条件
2、过程与方法:
学生通过对原电池的学习,体验科学探究的过程,理解 科学探究的意义,初步养成科学探究的能力; 通过小组探究实验,培养学生动手能力和团结协作意识
3、情感、态度与价值观:
学生通过探究化学能转化为电能的奥秘,提高学习化学 的兴趣和热情,体验科学探究的艰辛与喜悦,感受化学世界 的奇妙与和谐;
•
17、儿童是中心,教育的措施便围绕他们而组织起来。下午4时48分54秒下午4时48分16:48:5421.7.21
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒,而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
• 问题二:氢离子变成氢分子有时从哪里来 的呢?
• 问题三:根据电学知识中电子的流向,你 能判断装置的正负极吗?
4、设问探究、合作交流,归纳形成条件
Zn Cu
Fe Cu
Zn Zn
Fe
Cu
√A
√B
C
人教版高中化学选修四4-1原电池(课件)(共47张ppt)
H2SO4溶液
H2SO4溶液
H2SO4溶液
条件二 溶液的性质
Zn G Cu Zn G Cu
乙
醇
C
H2SO4溶液
铜锌原电池
结论二
两个电极插入电解质溶液中。
条件三
Zn
线路的连接
Cu Zn G Cu
稀硫酸
D
稀硫酸
H2SO4溶液
铜锌原电池
结论三 两个电极用导线相连构成闭合回路。
交流研讨
原电池的正负极判断
原电池的雏形
理论解释 :生物Volta,A.1745-1827)
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑 专用电池
摄像机 专用电池
“神六”用 太阳能电池
交流研讨
一、实验探究:原电池工作原理
交流研讨
• 1.为什么装置中的铜片上会有气泡出现呢?该现象和 铜片与稀硫酸不反应的结论相矛盾吗? • 2.铜片上的电子从哪来? • 3.锌片的质量有无变化?溶液中c(H+)如何变化? • 4.写出锌片和铜片上变化的离子方程式。 • 5.电流表中指针发生偏转说明有电流通过,这又证明 了什么呢? • 6. 根据物理知识,判断上述原电池的正负极。
-
2+
FeCl3溶液
A
Mg
Al
稀硫酸溶液 NaOH溶液
学以致用
3.下列说法中正确的是(D ) 化学能转化为电能 的装 置 A.原电池是把 电能转化为化学能 B.原电池中电子流出的一极是负极 正极 ,
发生氧化反应 均发生 C.原电池两极 分别发生 氧化反应 和还原反应
D.原电池中的阳离子向正极移动
人教版化学选修四4.1原电池(优质课)(共25张PPT)
半电池:包括电极材 料和电解质溶液,两 个隔离的半电池通过 盐桥连接起来。
盐桥工作示意图
1、沟通内电路
2.平衡电 荷,使溶
液呈电中
性
Cl- K+
K+ Cl-
Cl-K+ Cl-
K+
KC+ l-
KC+ l-
K+ Cl-
K+Cl- Cl-K+
K+ Cl-
Cl- K+
Cl-K+
e-
Ze-nZn2+
Cu2+ Cu
Zn2+ ZnSO4溶液
SO42-
为什么?
CuSO4溶液 3.怎样构成闭合回路?
信息提示
盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂
K+和Cl-在盐桥中能移动
实验探究二
交流研讨:
1、在盐桥插入之前,检流计指针是否发生偏转? 2、在盐桥插入之后,检流计指针是否发生偏转? 3、左右烧杯中各发生了什么反应? 4、该装置与普通锌铜原电池相比,有什么不同的地 方?
第四章 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: 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)反应; Cu电极是__正____极,其电极反应为 __2_H__+__+_2__e_-_=__H_,2该↑ 反应是____还__原___反应。
盐桥工作示意图
1、沟通内电路
2.平衡电 荷,使溶
液呈电中
性
Cl- K+
K+ Cl-
Cl-K+ Cl-
K+
KC+ l-
KC+ l-
K+ Cl-
K+Cl- Cl-K+
K+ Cl-
Cl- K+
Cl-K+
e-
Ze-nZn2+
Cu2+ Cu
Zn2+ ZnSO4溶液
SO42-
为什么?
CuSO4溶液 3.怎样构成闭合回路?
信息提示
盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂
K+和Cl-在盐桥中能移动
实验探究二
交流研讨:
1、在盐桥插入之前,检流计指针是否发生偏转? 2、在盐桥插入之后,检流计指针是否发生偏转? 3、左右烧杯中各发生了什么反应? 4、该装置与普通锌铜原电池相比,有什么不同的地 方?
第四章 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: 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)反应; Cu电极是__正____极,其电极反应为 __2_H__+__+_2__e_-_=__H_,2该↑ 反应是____还__原___反应。
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+
无机化学—第四章电化学
电极电势j及原电池的电动势 E的关系: E = j正 - j负
选用标准氢电极作为比较标准 规定它的电极电势值为零.
即 j (H+/H2)= 0 V
19
2-1 标准电极电势
标准氢电极
j (H+/H2)= 0 V
H2←
H2(100kpa) →
Pt →
←H+(1mol·L-1)
20
2-1 标准电极电势
准态时反应自发进行的方向。
电对
j /V
Pb2+/Pb Sn2+/Sn
>
-0.126V -0.136V
反应自发向右进行
38
非标准态时:先根据Nernst方程求出j(电对), 再计算电动势E 或比较j (电对)。
例 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+,在c(P
b2+) /c(Sn2+)=0.1/1.0 时反应自发进行的方向。
EE
RT ln cG nF cA
c g cD c a cB
c d c b
平衡时: E
=0
cG c g cD c d cA c a cB c b K
平衡时 E 0.05917 lg K 0
(298K):
n
lg K nE 0.05917
(4.3b) 17
§4-2 电极电势
18
2-1 标准电极电势
j 越大,电对中氧化态物质的氧化能力越强,
还原态物质的还原能力越弱
强氧化剂对应弱还原剂 弱氧化剂对应强还原剂
类似酸碱共轭关系 酸 === 质子 + 碱
氧化还原反应的规律:
较强
较强
选用标准氢电极作为比较标准 规定它的电极电势值为零.
即 j (H+/H2)= 0 V
19
2-1 标准电极电势
标准氢电极
j (H+/H2)= 0 V
H2←
H2(100kpa) →
Pt →
←H+(1mol·L-1)
20
2-1 标准电极电势
准态时反应自发进行的方向。
电对
j /V
Pb2+/Pb Sn2+/Sn
>
-0.126V -0.136V
反应自发向右进行
38
非标准态时:先根据Nernst方程求出j(电对), 再计算电动势E 或比较j (电对)。
例 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+,在c(P
b2+) /c(Sn2+)=0.1/1.0 时反应自发进行的方向。
EE
RT ln cG nF cA
c g cD c a cB
c d c b
平衡时: E
=0
cG c g cD c d cA c a cB c b K
平衡时 E 0.05917 lg K 0
(298K):
n
lg K nE 0.05917
(4.3b) 17
§4-2 电极电势
18
2-1 标准电极电势
j 越大,电对中氧化态物质的氧化能力越强,
还原态物质的还原能力越弱
强氧化剂对应弱还原剂 弱氧化剂对应强还原剂
类似酸碱共轭关系 酸 === 质子 + 碱
氧化还原反应的规律:
较强
较强
第四章第一节原电池PPT30张
解析 根据已知的氧化还原反应设计原电池的思路:首
课 时
先将已知的反应拆成两个半反应(即氧化反应和还原反
栏 目
应):Cu-2e-===Cu2+,2Fe3++2e-===2Fe2+;然后结合
开
原电池的电极反应特点,分析可知,该电池的负极应该
关
用 Cu 作材料,正极要保证 Fe3+得到负极失去的电子,一
般用不能还原 Fe3+的材料,如 Pt 或碳棒等,电解质溶液
本
负极反应式___________________________________;
课 时
总反应方程式_________________________________。
栏 目
答案 2H++2e-===H2↑ Fe-2e-===Fe2+
开 关
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
学习·探究区
第一节
做完实验后,在读书卡片上记录如下:
卡片:NO.28 时间:2012.03.20
实验后的记录:
本
①Zn 为正极,Cu 为负极
课
②H+向负极移动
时
栏
③电子流动方向为 Zn―→Cu
目 开
④Cu 极有 H2 产生
关
⑤若有 1 mol 电子流过导线,则产
生的 H2 为 0.5 mol ⑥正极反应式:Zn-2e-===Zn2+
关
为电能
。
学习·探究区
第一节
[归纳总结]
1.原电池原理是把 氧化反应和还原反应分开 进行,还原
剂在 负 极上失去电子发生 氧化 反应,电子通过导线流向
正 极,氧化剂在 正 极上得到电子发生还原 反应。
本
课 时
2.原电池电极及电极反应特点
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
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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,再以适当的方式 连接起来,从而获得了稳定持 续的电流。
一、双液原电池的工作原理
[实验一]按下图进行实验,注意观察现象.
G
Zn
盐桥
Cu
[实验现象] ①电流计指针偏转,并指示电子是 由锌片流向铜片;(向正极偏转) ②锌片溶解,质量减少; ③铜片上有红色物质析出。
(2)
铜片上: 2H++2e-=H2 ↑ 总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
[复习二]原电池的工作原理
氧化还原反应(本质:反应物之间有电子转移)
负极
(还原性) 电子e- 电流I
正极
(氧化性)
失 e-
得 e-
氧化反应
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.
实验现象:指针偏转角度渐渐减少,同时锌片表 面有铜析出。
如何设法阻止溶液中的Cu2+在负极锌表面还原以 及能使该装置原电池得到持续、稳定的电流呢?
[设想]若把装置中左烧杯中的CuSO4 溶液换成ZnSO4溶液可以吗?
[实验三]教材P71“实验4-1”
实验现象: ①盐桥存在时电流计指针偏转,且指针偏转角 度随时间的延续几乎保持不变;
[小结]一、双液原电池的工作原理
1、构造特点: 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); 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。
电流表指针发生
CuSO4 溶液
分析:
由于锌片与硫酸铜溶液直 接接触,铜在锌片表面析出,锌表 面也构成了原电池,进一步加速铜 在锌表面析出,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,也就没 有电流产生。 CuSO4 溶液
理论解释 :生物电观点
形形色色的电池
普通干电池
手机电池
钮扣电池
笔记本电脑 专用电池
摄像机 专用电池
“神六”用 太阳能电池
两极一液一连线 【复习一 】构成原电池的条件:
①两个活动性不同的金属(或其中一种为非金 属,即作导体用)作电极。
负极(活泼金属):
电子流出、发生氧化反应 正极(较不活泼金属或非金属):电子流入、发生还原反应
电化学:指研究化学能与电能之间相互转 换的装置、过程和效率的科学。
按过 电程 化及 学装 反置 应分
{
1. 产生电流的化学反应及装置 (如:原电池等) 2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池)
原电池的雏形
1780年,意大利生物学家伽伐尼(Galvani,L.) 在做青蛙的解剖实验时发现有青蛙抽搐现象。
②电解质溶液 ③形成闭合回路
④在这种电解质溶液中能自发地进行氧化还原 反应 (前提条件)
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
V
A
H2SO4
V
Zn Cu
B
H 2 SO 4
X
Fe Cu
C
H 2S O 4
V
Zn
D
Cu
酒精
NaCl溶液
H2SO4 H2SO4
V
E
X
F
X
M
X
N
[问题]在左图(1)装置中,可以观 察到什么现象? [现象]锌片上有气泡,铜片上无气泡 [分析] Zn片能与稀硫酸直接反应放 出氢气
Zn+2H+=Zn2++H2↑
(1)
[问题]在左图(2)装置中,可以观 察到什么现象? [现象]锌片溶解,铜片上有气泡 [分析] 锌片上:Zn-2e-=Zn2+
②Zn片溶解,无红色物质析出,Cu片上有红色 物质析出;
③取出盐桥电流计指针回到零点。 实验结论: Zn—Cu—ZnSO4溶液—CuSO4溶液—盐桥构成了原 电池(双液原电池),能产生持续、稳定的电流; 取出盐桥时没有电流产生,不能形成原电池.
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。
[小结] 二、原电池的原理及形成条件
1、原电池的定义:化学能转变为电能的装置。
2、构成原电池的条件:两极-液-连线 (1)有两种活动性不同的金属(或金属与非金属)作电极。 (2)电极材料均插入电解质溶液中。 (3)两极相连形成闭合电路。 (4)氧化还原反应(前提条件) 3、原电池的电极: 金属—金属(活泼性不同); ①材料种类: 金属—非金属;金属—金属氧化物等。 ②负极:还原剂发生氧化反应的一极; 正极:氧化剂发生还原反应的一极; ③正、负极的判断方法: 电流计指针的偏转方向: 电子流出或电流流入的一极为负极, 电子流入或电流流出的一极为正极
思考:如何才能得到 持续稳定的电流?
实验探究
在原有实验基础上进行改进,设计成一个 能产生持续稳定电流的原电池。
盐桥的作用是什么?
将电解质溶液装在倒置 的U形管中,跨接于两电 解质溶液之间,代替两 溶液的直接接触,连成 一个通路。就构成了盐 桥。 可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。
参考答案
G
G
Zn
(-)
(+)
Pt
Zn
(-)
盐桥
(+)
C
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)
CuSO4溶液
CuSO4溶液
[结论]Cu-Zn-CuSO4溶液构成了原电池,称为铜锌原电池. Zn-2e-=Zn2+ 负极(锌片): Cu2++2e-=Cu 正极(铜片):
总电池反应式是:Zn+Cu2+=Cu+Zn2+
[实验二]继续观察实验一装置中电流计电流强 度随时间延续的情况,以及锌片表面的变化。