第一节原电池
合集下载
1 第一节 第1课时 原电池的工作原理
A.滴加几滴浓盐酸 B.滴加几滴浓硝酸C.滴加几滴硫酸铜溶液 D.加入少量锌粒
√
解析：选A。 的物质的量 ， 的稀硫酸中溶质的物质的量 ，根据化学方程式 可知，二者反应的物质的量之比是 ，故稀硫酸过量，反应放出 要以不足量的 为标准计算。A.滴加几滴浓盐酸，增大了溶液中的 ，反应速率增大，且 的产量不变，A符合题意；B.硝酸具有强氧化性，与 反应不能产生氢气，B不符合题意； 与 发生置换反应生成 和 ， 、 及稀硫酸构成原电池，使反应速率增大，但由于 消耗，导致反应产生 的量减少，C不符合题意；D.加入少量锌粒，由于 是固体，浓度不变，因此反应速率不变，但产生 的量增多，D不符合题意。
（2）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为____（填“正”或“负”）极，产生的现象为____________，发生的电极反应为__________________。原电池工作时溶液中的 移向____（填“正”或“负”）极。若反应产生 气体（已换算成标准状况），则理论上消耗铁的质量是_____ 。
正
有气泡产生
负
8.4
解析：若将题述反应设计成原电池，则铁电极上发生的电极反应为 ，发生氧化反应，为负极，则石墨棒为正极，发生的电极反应为 ，产生的现象为有气泡产生。原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，故溶液中的 移向负极。根据总反应方程式可知，若反应产生 气体（已换算成标准状况），则理论上消耗铁的质量是 。
（3）实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___。A. B. C. D. 在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为__________________________。
√
解析：选A。 的物质的量 ， 的稀硫酸中溶质的物质的量 ，根据化学方程式 可知，二者反应的物质的量之比是 ，故稀硫酸过量，反应放出 要以不足量的 为标准计算。A.滴加几滴浓盐酸，增大了溶液中的 ，反应速率增大，且 的产量不变，A符合题意；B.硝酸具有强氧化性，与 反应不能产生氢气，B不符合题意； 与 发生置换反应生成 和 ， 、 及稀硫酸构成原电池，使反应速率增大，但由于 消耗，导致反应产生 的量减少，C不符合题意；D.加入少量锌粒，由于 是固体，浓度不变，因此反应速率不变，但产生 的量增多，D不符合题意。
（2）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为____（填“正”或“负”）极，产生的现象为____________，发生的电极反应为__________________。原电池工作时溶液中的 移向____（填“正”或“负”）极。若反应产生 气体（已换算成标准状况），则理论上消耗铁的质量是_____ 。
正
有气泡产生
负
8.4
解析：若将题述反应设计成原电池，则铁电极上发生的电极反应为 ，发生氧化反应，为负极，则石墨棒为正极，发生的电极反应为 ，产生的现象为有气泡产生。原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，故溶液中的 移向负极。根据总反应方程式可知，若反应产生 气体（已换算成标准状况），则理论上消耗铁的质量是 。
（3）实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___。A. B. C. D. 在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为__________________________。
高一化学_必修2_优质课_原电池 PPT课件 图文
在《通往财富自由之路》中，笑来先生有一段对财富的精彩描述：人类真正认识市场的好处不过两三百年，而真正研究经济的运作规律迄今也不过300年，而人类对投资理财的探索，只不过200多年才开始的，对于概率和复利这样认知和应用也不到100年左右。根本称不上经验丰富。
谢谢欣赏 很多人还在使用老祖先遗留下来的模型，什么都要及时获取。那些通过赌博想要一夜暴富的人，那些把买彩票当成改变自己命运的人，那些刚起步就想一蹶而就的人，那些一直寻找武功秘籍、一旦习得、功力大涨、想要天下无敌的人。 人们太想一瞬间以弱变强，以一个成功者的形象出现在人们面前，灼灼生辉，光芒四射，受万人敬仰。
我看过一本专门写日本木匠的书，叫《匠人精神》。很多人可能知道出自日本家具职人的精品家具“秋山木工”，但并不知道一个家具职人是如何修炼出来。
在大多数人眼里，好像木匠没什么好学的，是一个虽带技术却传统古老的行业，可创始人秋山利辉，不但为家具行业培养出杰出的人才，也成为各行业企业管理的典范。
一个木匠，从进入“秋山木工”开始学艺，需要长达八年的学习时间，期间还要经过这样那样的锻炼和筛选。就像秋山利辉说的：“想做事先要做人”。整整八年时间，秋山利辉用在修人上的时间95%，花在传授技艺上的时间是5%。这完全和现代人“短”、“平”、“快”的思想，形成强烈的反差。
拥有这种心态和思想的人有两类：一类如巨婴、妈宝男、或者即将退休的体制内工人；一类如赌徒、异想天开、或者走投无路的人。无论如何，我不能把“工资高一点”、“一步到位”这样的词，和一名名牌大学生联系在一起。
我只是觉得，人的改变是需要一个过程。甚至有些过程是我们成事成功的必经之路。无论是增长见识也好，还是作为试错也好，都是人生最最宝贝的财富。最后这些经历都会刻在我们的记忆里，会让我们越走越快，越干越轻松，毕竟很多坑已经踩过。
谢谢欣赏 很多人还在使用老祖先遗留下来的模型，什么都要及时获取。那些通过赌博想要一夜暴富的人，那些把买彩票当成改变自己命运的人，那些刚起步就想一蹶而就的人，那些一直寻找武功秘籍、一旦习得、功力大涨、想要天下无敌的人。 人们太想一瞬间以弱变强，以一个成功者的形象出现在人们面前，灼灼生辉，光芒四射，受万人敬仰。
我看过一本专门写日本木匠的书，叫《匠人精神》。很多人可能知道出自日本家具职人的精品家具“秋山木工”，但并不知道一个家具职人是如何修炼出来。
在大多数人眼里，好像木匠没什么好学的，是一个虽带技术却传统古老的行业，可创始人秋山利辉，不但为家具行业培养出杰出的人才，也成为各行业企业管理的典范。
一个木匠，从进入“秋山木工”开始学艺，需要长达八年的学习时间，期间还要经过这样那样的锻炼和筛选。就像秋山利辉说的：“想做事先要做人”。整整八年时间，秋山利辉用在修人上的时间95%，花在传授技艺上的时间是5%。这完全和现代人“短”、“平”、“快”的思想，形成强烈的反差。
拥有这种心态和思想的人有两类：一类如巨婴、妈宝男、或者即将退休的体制内工人；一类如赌徒、异想天开、或者走投无路的人。无论如何，我不能把“工资高一点”、“一步到位”这样的词，和一名名牌大学生联系在一起。
我只是觉得，人的改变是需要一个过程。甚至有些过程是我们成事成功的必经之路。无论是增长见识也好，还是作为试错也好，都是人生最最宝贝的财富。最后这些经历都会刻在我们的记忆里，会让我们越走越快，越干越轻松，毕竟很多坑已经踩过。
第一节 第1课时 原电池的工作原理
第一节原电池第1课时原电池的工作原理学业要求核心素养建构1.认识化学能转化电能的实际意义及其重要应用。
2.能分析、解释原电池的工作原理。
3.能设计简单的原电池。
『知识梳理』一、原电池1.概念：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。
2.构成条件：(1)具有两个活泼性不同的电极。
(2)合适的离子导体(如电解质溶液)。
(3)形成闭合回路。
(4)能自发地发生氧化还原反应。
3.工作原理(以铜锌原电池为例)：(1)实验现象。
①电流表指针发生偏转。
②锌片逐渐溶解。
③铜片上有红色物质沉积。
④将盐桥取出，电流表指针回到零点。
(2)工作原理。
电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu总反应式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu4.盐桥：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶，离子在其中自由移动。
[微自测]1.为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：(1)此装置工作时，可以观察到的现象是________________，电池总反应式为________________。
(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。
(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO2－4向________移动，硫酸铜溶液中SO2－4向________移动。
(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。
在工作时，K ＋移向________。
解析该装置为锌铜原电池，总反应式为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③铜片上有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。
电池工作时，ZnSO4溶液中SO2－4向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO2－4向盐桥移动，而盐桥中的K＋向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl－向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路。
第一节 原电池
Zn+Cu2+====Zn2++Cu
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。
[探究实验三] 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片 不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和稀硫酸溶液（与硫 酸铜溶液的浓度相同）的烧杯中，中间用一盐桥连接，观察 并比较产生电流强度的大小。
第四章
电化学基础
原电池
第一节
形成原电池的条件
u
形成原电池的条件一
结论： 有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属 导体）作电极
形成原电池的条件二
结论：电极材料均浸入电解质溶液中
形成原电池的条件三
结论：两极相连形成闭合电路
形成原电池的条件四
u
结论：一个自发进行的氧化还原反应
组成原电池的条件: 1、有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 2、电极材料均浸入电解质溶液中 3、两极相连形成闭合电路 4、一个自发进行的氧化还原反应
此原电池的优点： 能产生持续、稳定的电流。
此原电池是由两个半电池 组成的（锌和锌盐溶液构 成锌半电池，铜和铜盐溶 液构成铜半电池）；半电 池中的反应就是半反应,即 电极反应。 锌半电池 Zn-2e-====Zn2+
铜半电池 Cu2++2e-====Cu 电池总反应：
锌半电池 _______
铜半电池 ______
1.下列能构成原电池的装置是（ CD ）
2.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 ）
第1节原电池(完整版)
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Fe3＋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FeCl2固体， 乙中石墨电极为负极
灵敏电流计
石墨
盐桥
石墨
FeCl3 溶液
甲
KI 溶液
乙
是防止管中溶液流出 。
科学探究 1、注意观察两电极的现象及电流表的变化，取出 盐桥后会如何，盐桥的作用是什么？
盐桥的作用：（1）形成闭合回路。（2）平衡电荷。 改进后的原电池装置还有什么优点？
科学探究
2、基于盐桥的作用，你知道上述原电池装置 还可以怎么改进？
科学探究
3、以硫酸溶液为电解质 溶液的氢氧燃料电池如图 所示，工作原理是什么， 如果没有中间的隔膜将 会如何？
Al-3e-= Al3+ B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：
Al-3e-= Al3+ C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：
Cu-2e-= Cu2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：
Cu-2e-= Cu2+
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
讨论1：（2011海南）根据下图，下列判断中正确的是（ ） A.烧杯a中的溶液pH升高 B.烧杯b中发生氧化反应 C.烧杯a中发生的反应为：2H++2e-=H2 D.烧杯b中发生的反应为：2Cl--2e-=Cl2
讨论2：控制适合的条件，将反应：
2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下
1、该装置不能提供持续稳定的电流， 请讨论可能的原因是什么？ 讨论角度：
高中化学选择性必修一第4章第1节 原电池
7、负极：Al —3e -+4OH-=AlO2-+2H2O 正极： 2e-+2H2O= H2↑+ 2OH―
总反应： 2Al+2OH―+2H2O=2AlO2-+3H2↑
8、负极：Cu —2e -=Cu2+ 正极: 2H++NO3- +e-= H2O+NO2↑
总反应： Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑
第一节 原电池
一、原电池的工作原理
（一）定义：将化学能转化为电能的装置 注：原电池中的化学能并非全部转化为电能，有一部分 转化成热能等其他形式的能量
（二）本质：氧化还原反应
（三）工作原理：以铜-锌原电池为例
答：(1)锌铜原电池工作时，电子由锌片沿导线移向铜 片，阴离子(Cl-、SO42-)在电解质溶液中移向锌片，阳 离子(K+、Cu2+)移向铜片。
合OH-→沉淀M(OH)n
、遵守三大守恒：质量守恒、电荷守恒、 转移电子守恒 、两极反应式叠加得总反应式，总反应式减去其中一个
电极反应式，可得另一个电极的反应式 5、规律：①一般来说，金属作负极的原电池
负极：酸性或中性介质中：M—ne-=Mnn+
碱性介质中:M—ne-+nOH-=M(OH)n 正极：酸性介质中：2H++2e-=H2↑
（五）能否构成原电池的判断——四看
1、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） 2、看溶液——两极插入电解质溶液中 3、看回路——形成闭合回路或两极直接接触 4、看本质——有无自发的氧化还原反应发生
例题：
总反应： 2Al+2OH―+2H2O=2AlO2-+3H2↑
8、负极：Cu —2e -=Cu2+ 正极: 2H++NO3- +e-= H2O+NO2↑
总反应： Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑
第一节 原电池
一、原电池的工作原理
（一）定义：将化学能转化为电能的装置 注：原电池中的化学能并非全部转化为电能，有一部分 转化成热能等其他形式的能量
（二）本质：氧化还原反应
（三）工作原理：以铜-锌原电池为例
答：(1)锌铜原电池工作时，电子由锌片沿导线移向铜 片，阴离子(Cl-、SO42-)在电解质溶液中移向锌片，阳 离子(K+、Cu2+)移向铜片。
合OH-→沉淀M(OH)n
、遵守三大守恒：质量守恒、电荷守恒、 转移电子守恒 、两极反应式叠加得总反应式，总反应式减去其中一个
电极反应式，可得另一个电极的反应式 5、规律：①一般来说，金属作负极的原电池
负极：酸性或中性介质中：M—ne-=Mnn+
碱性介质中:M—ne-+nOH-=M(OH)n 正极：酸性介质中：2H++2e-=H2↑
（五）能否构成原电池的判断——四看
1、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） 2、看溶液——两极插入电解质溶液中 3、看回路——形成闭合回路或两极直接接触 4、看本质——有无自发的氧化还原反应发生
例题：
《4.1.1 原电池原理》参考课件
Cl- K+
学习任务一 原电池工作原理 外电路，电子导体，电子定向移动形成电流
失电子、 氧化反应
e-
负极
正极
Cl- K+
盐桥
含负极金属 阳离子电解 质溶液
含正极金属 阳离子电解 质溶液
负极半电池
正极半电池
得电子、 还原反应
内电路，离子导体，离子定向移 动(正移正，负移+
负极(Zn): Zn -2e - =Zn2+
氧化反应
正极(Cu)：: Cu 2+ +2e - =Cu 还原反应
总反应： Zn + Cu 2+ =Zn 2+ + Cu
硫酸铜溶液
问题1：如图所示的装置能产生持续的电流吗？为什么？
不能。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。
第四章 电化学基础
第一节 原电池 第一课时 原电池工作原理
学习目标： 1.掌握原电池的结构和工作原理； 2.知道半电池、内电路、外电路等概念； 3.能够写出电极反应式和电池反应方程式； 4.会利用氧化还原反应设计原电池。
旧知回顾 学习任务一 原电池工作原理
锌铜硫酸原电池： 电极反应式：负极( Zn): Zn -2 e - = Zn 2+ (氧化反应) 正极( Zn): 2H + +2e - =H2 ↑(还原反应)
5. 某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋ 5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的 物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和
学习任务一 原电池工作原理 外电路，电子导体，电子定向移动形成电流
失电子、 氧化反应
e-
负极
正极
Cl- K+
盐桥
含负极金属 阳离子电解 质溶液
含正极金属 阳离子电解 质溶液
负极半电池
正极半电池
得电子、 还原反应
内电路，离子导体，离子定向移 动(正移正，负移+
负极(Zn): Zn -2e - =Zn2+
氧化反应
正极(Cu)：: Cu 2+ +2e - =Cu 还原反应
总反应： Zn + Cu 2+ =Zn 2+ + Cu
硫酸铜溶液
问题1：如图所示的装置能产生持续的电流吗？为什么？
不能。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。
第四章 电化学基础
第一节 原电池 第一课时 原电池工作原理
学习目标： 1.掌握原电池的结构和工作原理； 2.知道半电池、内电路、外电路等概念； 3.能够写出电极反应式和电池反应方程式； 4.会利用氧化还原反应设计原电池。
旧知回顾 学习任务一 原电池工作原理
锌铜硫酸原电池： 电极反应式：负极( Zn): Zn -2 e - = Zn 2+ (氧化反应) 正极( Zn): 2H + +2e - =H2 ↑(还原反应)
5. 某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋ 5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的 物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和
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
人教化学选修4第四章第一节 原 电 池(共21张PPT)
N a C l溶 液
Zn C u Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Cu
√E
F
M
N
CCuu2SSOO 44
酒精
N a C l溶 液
H2SO4 H2SO4
三.简单原电池的工作原理：
外电路
负极
电子沿导线传递，产生电流 正极
活泼金属
A
失去电子 Zn-
不活泼金属或石墨
Cu 溶液中阳离子
氧化反应
得到电子
Zn- 2e－ = Zn2+
相同点：电极反应本质相同 不同点： 构造不同
优点： 1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应， 增加了原电池的使用寿命。
2.离子在盐桥中作定向移动，使离子移动更加有序， 电流持续稳定 ，提高了原电池的使用效率。
练习三
(高考真题）依据氧化还原反应： 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s)
第四章 电化学基础
第1节 原电池
• 实验:将锌片和铜片用导线连接（导线中间 接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸 的烧杯中，观察现象
[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解 ，电流表的指针发生偏转。 [实验结论]：导线中有电流通过
为什么会出现上面的现象？
一、原电池： 是将化学能转化为电能的装置
1、构成原电池的条件 2、探究“单液电池”，寻找 改进方法—“双液电池” 3、具有盐桥原电池的反应原 理作用
二、原电池的构成条件
1.两种不同的金属 （或一种金属与石墨或金属氧化物） 做电极
2.用导线相连（或直接接触）形成闭合回路
3.电极插入电解质溶液里
第一节--原电池课件PPT
原电池的工作原理
练习
判断下列装置是否能形成原电池？ CDE
A
B
C
D
E
F
原电池的工作原理
稀H2SO4
负极（Zn）： Zn-2e－=Zn2+氧化反应
正极（Cu）： 2H＋＋2e－＝H2还原反应
总反应： Zn＋2H＋= Zn2+＋H2 ↑
简单原电池工作原理
Zn-
外电路
Cu
负极
Zn2+
内电路
H+H+
SO42-
已知氧化还原反应 Cu ＋ 2FeCl3 = 2FeCl2 ＋ CuCl2，
利用这一反应设计一个原电池，画出示意图， 标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。
Cu
CuCl2
A C
负极： Cu Cu2+ +2e-
正极： 2Fe3++2e- 2Fe2+ FeCl3 总反应：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+
第四章 电化学基础
第一节 原电池
知识扫描
1、概念:
将化学能转化成电能的装置叫做原电池.
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。
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
化合价升高，失去2e-，被氧化
0
+1
+2
0
Zn +
还原剂
H氧2化S剂O4
=
ZnSO4
+
H2↑
化合价降低，得到2e-被还原
(2012·高考大纲全国卷)①②③④四种金属片两两相连浸
入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②
第一节 原电池
第四章 电化学基础第一节 原电池教学目标体验化学能与电能相互转化的探究过程教学重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
教学难点通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。
教学过程【引入】电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。
例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的知识。
【板书】4.1 原电池一、原电池实验探究讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家伏打留给我们的历史闪光点！【实验探究】(铜锌原电池)【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？3、锌片的质量有无变化？溶液中c (H +)如何变化？4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？5、电子流动的方向如何？讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】（1）原电池概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。
问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？↑学生： Zn+2H+=Zn2++H2讲：为什么会产生电流呢？答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。
所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.1.3改进原电池分析
1、原电池的定义：
将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、原电池反应的本质： 氧化还原反应
3、构成原电池的条件：原电池是由两个半电池组成的
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。 ②电解质溶液（酸、碱、盐或熔融液） ③形成闭合回路（直接接触或者导线相连） ④在这种电解质溶液中有能自发地进行氧化还 原反应（内部条件）
正极（铜电极）：Cu2+ + 2e负极（锌电极）：Zn - 2e-
Cu 还原反应 Zn2+氧化反应
电池反应：
Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+（离子方程式）
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu （化学方程式）
4.1.3改进原电池分析
注意：盐桥的作用：
a.组成：将热的KCl琼脂溶液倒入U形管中，即 可得到盐桥，将冷却后的U形管浸泡在饱和KCl 溶液中备用。（了解） b.作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路。 c.优点：使原电池中氧化剂和还原剂近乎完全 隔绝，并在不同区域之间实现了电子定向移动， 使原电池能够稳定、持续的产生电流。
第四章 电化学基础
第一节 原电池
火电站工作原理示意图
火力发 电过程
化 学 燃烧
热 能
能 (氧化还原反应)
蒸汽
机 械 能
发电机 电 能
4.1.1电化学引入
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) 将化学能转化为电能
4.1.4原电池判断
思考与练习
例1：下列哪几个装置能形成原电池
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
H2SO4
A
V
H2SO4
B
V
H2SO4
C
X
NaCl溶液
VD
Zn Cu Fe Cu Zn
Cu
Cu
酒精
NaCl溶液
H2SO4 H2SO4
H2SO4
E
F
VX
M
XNOFra bibliotekXV
4.1.4改进原电池分析
5、原电池的正负极的判断方法
①
②
③
④
4.1.6写电极反应方程式
总结
➢简单的原电池负极的电极反应一般是负极金属本身失 电子变成金属阳离子：R-ne- =Rn+，比较容易写出； ➢正极上的反应相对复杂一些，需要我们判断出溶液中 的哪种微粒在正极板上得电子，这取决于溶液中各种微 粒得电子能力的相对大小。 常见的有这样三种情况， （1）酸性溶液中，H+得电子，发生析出氢气的反应，可 以看作金属的析氢腐蚀； （2）在弱酸性、中性溶液中，通常溶液中的O2得电子， 可以看作是负极发生吸氧反应； （3）当溶液中有金属活动顺序表中H后面的金属阳离子 时，通常该金属阳离子得电子，如：Cu2+、Ag+ 、Fe3+等。
这个反应同时有热量放出，这是化学能转化为热能的 结果，但对外得不到电流。 设置一种装置：使氧化反应和还原反应分别在不同的区 域进行，并使其间电子转移，在一定条件下形成电流。
4.1.2简单铜锌原电池分析
锌铜原电池电极分析
负极
正极
电子流出\入 流出电子 流入电子
得失电子 失电子 得电子
氧化\还原反应 氧化反应 还原反应
4.1.5正负极判定
6、原电池电极反应式的书写 (1) 题目给定原电池的装置图，未给反应式 ①首先找出原电池的正、负极，分别找出氧 化剂和还原剂 ②结合介质判断出还原产物和氧化产物 ③写出电极反应式（注意两极得失电子数相 等），将两电极反应式相加即可得总反应式
4.1.6写电极反应方程式
写电极方程式示例
电极反应式 现象
Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e- =H2↑
电极质量 减小
电极质量不变 有气泡生成
4.1.2简单铜锌原电池分析
锌铜原电池通路分析
外电路： 电子由负极流向正极 内电路： SO42-流向负极 H+和Zn2+流向正
极
4.1.2简单铜锌原电池分析
3. 改进原电池
改进型锌铜原电池电极分析
①根据电极材料 较活泼的电极材料 ——负极 较不活泼的电极材料 ——正极
②根据发生的反应 发生氧化反应的极 ——负极 发生还原反应的极 ——正极
③根据电子流动方向 电子流出的极 ——负极 电子流入的极 ——正极
④根据阴阳离子移动方向 阳离子流向 ——正极 阴电子流向 ——负极
⑤根据电极现象判断
质量增加的电极——正极 有气泡生成的电极正极 质量减小的电极 ——负极
负极
正极
电子流出\入 流出电子 流入电子
得失电子 失电子 得电子
氧化\还原反应 氧化反应 还原反应
电极反应式 Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e- =Cu
现象
电极质量 减小
电极质量 增加
4.1.3改进原电池分析
锌铜原电池装置示意图
4.1.3改进原电池分析
电极反应
半电池中的反应就是半反应，即电极反应。
2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池) 将电能转化为化学能（或其他形式）
4.1.1电化学引入
2、简单原电池
在H2SO4溶液中放入一片Zn，将发生下 列氧化还原反应：
Zn(s) + 2H+(aq) == Zn2+(aq) + H2↑(g)
这时电子直接从Zn原子传递给H+，使H+在Zn片上
还原而生成气体H2，同时Zn氧化为Zn2+，进入溶液。
4.1.6写电极反应方程式
练一练 写下列电池的电极反应
不要忘记标识正负极哟
❖1. Cu-Fe与稀H2SO4溶液 ❖2. Zn-石墨与稀H2SO4溶液 ❖3. Fe-Al与稀H2SO4溶液 ❖4. Cu-Zn与CuCl2溶液 ❖5. Fe-Zn与一个西红柿
❖6. Cu-石墨与FeCl3溶液 ❖7. Fe-Zn与CuCl2溶液 ❖8. Fe-Cu与NaCl溶液(电解质溶液含有O2)
1 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Fe - 2e- = Fe2+ 2 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 3 正极：6H+ + 6e-=3H2↑ 负极：2Al - 6e- = 2Al3+ 4 正极：Cu2+ + 2e-=Cu 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 5 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 6 正极：2Fe3+ + 2e-=2Fe2+ 负极：Cu - 2e- = Cu2+ 7 正极：Cu2+ + 2e-=Cu 负极：Zn - 2e- = Zn2+
1、原电池的定义：
将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、原电池反应的本质： 氧化还原反应
3、构成原电池的条件：原电池是由两个半电池组成的
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。 ②电解质溶液（酸、碱、盐或熔融液） ③形成闭合回路（直接接触或者导线相连） ④在这种电解质溶液中有能自发地进行氧化还 原反应（内部条件）
正极（铜电极）：Cu2+ + 2e负极（锌电极）：Zn - 2e-
Cu 还原反应 Zn2+氧化反应
电池反应：
Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+（离子方程式）
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu （化学方程式）
4.1.3改进原电池分析
注意：盐桥的作用：
a.组成：将热的KCl琼脂溶液倒入U形管中，即 可得到盐桥，将冷却后的U形管浸泡在饱和KCl 溶液中备用。（了解） b.作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路。 c.优点：使原电池中氧化剂和还原剂近乎完全 隔绝，并在不同区域之间实现了电子定向移动， 使原电池能够稳定、持续的产生电流。
第四章 电化学基础
第一节 原电池
火电站工作原理示意图
火力发 电过程
化 学 燃烧
热 能
能 (氧化还原反应)
蒸汽
机 械 能
发电机 电 能
4.1.1电化学引入
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) 将化学能转化为电能
4.1.4原电池判断
思考与练习
例1：下列哪几个装置能形成原电池
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
H2SO4
A
V
H2SO4
B
V
H2SO4
C
X
NaCl溶液
VD
Zn Cu Fe Cu Zn
Cu
Cu
酒精
NaCl溶液
H2SO4 H2SO4
H2SO4
E
F
VX
M
XNOFra bibliotekXV
4.1.4改进原电池分析
5、原电池的正负极的判断方法
①
②
③
④
4.1.6写电极反应方程式
总结
➢简单的原电池负极的电极反应一般是负极金属本身失 电子变成金属阳离子：R-ne- =Rn+，比较容易写出； ➢正极上的反应相对复杂一些，需要我们判断出溶液中 的哪种微粒在正极板上得电子，这取决于溶液中各种微 粒得电子能力的相对大小。 常见的有这样三种情况， （1）酸性溶液中，H+得电子，发生析出氢气的反应，可 以看作金属的析氢腐蚀； （2）在弱酸性、中性溶液中，通常溶液中的O2得电子， 可以看作是负极发生吸氧反应； （3）当溶液中有金属活动顺序表中H后面的金属阳离子 时，通常该金属阳离子得电子，如：Cu2+、Ag+ 、Fe3+等。
这个反应同时有热量放出，这是化学能转化为热能的 结果，但对外得不到电流。 设置一种装置：使氧化反应和还原反应分别在不同的区 域进行，并使其间电子转移，在一定条件下形成电流。
4.1.2简单铜锌原电池分析
锌铜原电池电极分析
负极
正极
电子流出\入 流出电子 流入电子
得失电子 失电子 得电子
氧化\还原反应 氧化反应 还原反应
4.1.5正负极判定
6、原电池电极反应式的书写 (1) 题目给定原电池的装置图，未给反应式 ①首先找出原电池的正、负极，分别找出氧 化剂和还原剂 ②结合介质判断出还原产物和氧化产物 ③写出电极反应式（注意两极得失电子数相 等），将两电极反应式相加即可得总反应式
4.1.6写电极反应方程式
写电极方程式示例
电极反应式 现象
Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e- =H2↑
电极质量 减小
电极质量不变 有气泡生成
4.1.2简单铜锌原电池分析
锌铜原电池通路分析
外电路： 电子由负极流向正极 内电路： SO42-流向负极 H+和Zn2+流向正
极
4.1.2简单铜锌原电池分析
3. 改进原电池
改进型锌铜原电池电极分析
①根据电极材料 较活泼的电极材料 ——负极 较不活泼的电极材料 ——正极
②根据发生的反应 发生氧化反应的极 ——负极 发生还原反应的极 ——正极
③根据电子流动方向 电子流出的极 ——负极 电子流入的极 ——正极
④根据阴阳离子移动方向 阳离子流向 ——正极 阴电子流向 ——负极
⑤根据电极现象判断
质量增加的电极——正极 有气泡生成的电极正极 质量减小的电极 ——负极
负极
正极
电子流出\入 流出电子 流入电子
得失电子 失电子 得电子
氧化\还原反应 氧化反应 还原反应
电极反应式 Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e- =Cu
现象
电极质量 减小
电极质量 增加
4.1.3改进原电池分析
锌铜原电池装置示意图
4.1.3改进原电池分析
电极反应
半电池中的反应就是半反应，即电极反应。
2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池) 将电能转化为化学能（或其他形式）
4.1.1电化学引入
2、简单原电池
在H2SO4溶液中放入一片Zn，将发生下 列氧化还原反应：
Zn(s) + 2H+(aq) == Zn2+(aq) + H2↑(g)
这时电子直接从Zn原子传递给H+，使H+在Zn片上
还原而生成气体H2，同时Zn氧化为Zn2+，进入溶液。
4.1.6写电极反应方程式
练一练 写下列电池的电极反应
不要忘记标识正负极哟
❖1. Cu-Fe与稀H2SO4溶液 ❖2. Zn-石墨与稀H2SO4溶液 ❖3. Fe-Al与稀H2SO4溶液 ❖4. Cu-Zn与CuCl2溶液 ❖5. Fe-Zn与一个西红柿
❖6. Cu-石墨与FeCl3溶液 ❖7. Fe-Zn与CuCl2溶液 ❖8. Fe-Cu与NaCl溶液(电解质溶液含有O2)
1 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Fe - 2e- = Fe2+ 2 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 3 正极：6H+ + 6e-=3H2↑ 负极：2Al - 6e- = 2Al3+ 4 正极：Cu2+ + 2e-=Cu 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 5 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 6 正极：2Fe3+ + 2e-=2Fe2+ 负极：Cu - 2e- = Cu2+ 7 正极：Cu2+ + 2e-=Cu 负极：Zn - 2e- = Zn2+