第四章第一节 原电池
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化学选修4第四章第一节 原电池
【练习1】一个原电池的总反应离子方程式是Zn + Cu2+ =
Zn2++Cu,该反应的原电池正确组成是（ CD ）
正极 负极 电解质溶液
A
B C D
Zn
Cu Cu Fe
Cu
Zn Zn Zn
CuCl2
H2SO4 CuSO4 CuCl2
讨论：某原电池的总反应方程式为2Fe3++Fe＝3Fe2+， 能实现该反应的原电池是（ A B ）
负极： 氧化反应
e外电路
正极： 还原反应
判断下列原电池的正负极
Fe
G
C
Fe
G
Zn
Mg
G
Al
观察下面两个原电池，判断其正负极， 并思考他们与上面三组有什么区别。
Al
G
Cu
NaOH溶液
浓HNO3
四、原电池正负极的判断
（1）根据电极材料判断 (一般来说)
负极：活泼的金属 正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属
（3）加入氯化钠的主要作用是 氯化钠溶于水、形成电解质溶液 。
（4）木屑的作用是 使用“热敷袋”时受热均匀 。
第四章
电化学基础
第一节 原 电 池
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： 2、该原电池还有哪些缺点？ 从Cu2+得电子的路径分析 3、上述原电池该如何改进？ 从能量转化的角度分析 从开关闭合前后的能耗分析
理论上我们可以把任意的氧化还原反应设计成原电池
氧化反应：Cu-2e- = Cu2+
Cu+2Ag+=Cu2++2Ag
电池总反应
第4章第1节原电池课件高二上学期化学人教版选择性必修1
电极材料及其性质
电极材料
原电池中的电极通常由金属或碳等材料制成，如锌、铜、锂、石墨等，不同的电极材料具有不同的电化学性质。
性质
电极材料应具有高的电化学活性和稳定性，以确保电池的高效、长寿命和安全运行。
电池隔膜及其作用
电池隔膜
原电池中的隔膜位于正负电极之间，防止它们直接接触并允许离子通过。常用的隔膜材料包括聚合物 膜、玻璃纤维膜等。
实验步骤与操作方法
• 准备实验材料：电解质溶液、正极材料、负极材料、导线 、电流表、电压表、烧杯、滴管等。
实验步骤与操作方法
2. 组装原电池
根据实验需求，选择合适的正极、负极材 料。
将正极、负极分别与导线连接，注意连接 紧密，避免接触不良。
实验步骤与操作方法
将电解质溶液滴入正极与负极之间，注意 控制滴入量。
内阻
原电池的内阻是指电池内部电阻，它 会影响电池的放电性能和效率。
循环寿命
原电池的循环寿命指的是电池在反复 充放电过程中能够保持其性能的时间 ，通常以充放电次数来衡量。
原电池的应用领域
便携式电子设备
原电池作为便携式电子设备的主要电源，如手机、笔记本电脑、 数码相机等，为这些设备提供可靠的电能。
电动汽车和混合动力汽车
电势差驱动电子转移
正极和负极之间的电势差驱动电子在导线中形成电流。电势差的大小取 决于氧化还原反应的类型和条件。
03
离子迁移
电解质中的离子在电场作Βιβλιοθήκη 下迁移，维持电荷平衡，使得整个原电池体
系保持电中性。
原电池的分类
一次电池
一次电池是不可充电的电池，其内部化学反应只能进行一次，一旦电量耗尽就需要更换。 例如，常见的干电池就是一次电池。
《原电池》PPT课件
Cu2++2e- =Cu 内电路
2e-
电极反应总式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 原电池反应本质：化学能 氧化还原反应 电能
6、原电池的设计
（1）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应 与电极材料具有相同的阳离子。
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
7、原电池的表示方法：
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+)
“|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，
（2）银电极为电池的 正 极，
发生的电极反应为
；
X电极上发生的电极反应为 ；
（3）外电路中的电子是从 X 电极
流向 Ag 电极。
3.控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-
⇌ 2Fe2++I2 设计成如右图所示的原 电池。下列判断不正确的是 D
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
CuSO4 溶液
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。
导线
锌铜原电池装置示意图
装置特点：
由两个半电池组成，锌 和锌盐组成锌半电池，铜和 铜盐组成铜半电池；每个半 电池中的电极与电解质溶液 互不反应，中间通过盐桥连接 形成闭合回路。
人教化学选修4第四章第一节 原 电 池(共19张PPT)
离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
思考讨论：利用该反应设计原电池
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价降低得2e-
电极反应式：
负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。
根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子的定向移动方向判断负极电子流出极电流流入极或阴离子定向移向极正极电子流入极电流流出极或阳离子定向移向极3
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
一、原电池的工作原理 1．构成条件 (1)具有两个 活泼性 不同的电极。 (2)合适的 电解质 溶液。 (3)形成 闭合 回路(外电路用导线相连或互相接触并 将两电极插入电解质溶液中)。 (4)能自发地发生 氧化还原 反应。
负极——电子流出极，电流流入极或阴离子定向 移向极
正极——电子流入极，电流流出极或阳离子定向 移向极
3．根据两极发生的变化判断
负极——失去电子，化合价升高，发生氧化反应 正极——得到电子，化合价降低，发生还原反应
4．根据反应现象判断 负极——会逐渐溶解，质量减小 正极——有气泡逸出或质量增加
♨特别提示：原电池正负极判断的基础是氧化 还原反应。如果给出一个方程式让判断正、负极，可 以直接根据化合价的升降变化来判断，发生氧化反应 的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。
电解液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3
总结
❖ 1、复习回忆了原电池的形成。 ❖ 2、进一步了解原电池的反应原理，
思考讨论：利用该反应设计原电池
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价降低得2e-
电极反应式：
负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。
根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子的定向移动方向判断负极电子流出极电流流入极或阴离子定向移向极正极电子流入极电流流出极或阳离子定向移向极3
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
一、原电池的工作原理 1．构成条件 (1)具有两个 活泼性 不同的电极。 (2)合适的 电解质 溶液。 (3)形成 闭合 回路(外电路用导线相连或互相接触并 将两电极插入电解质溶液中)。 (4)能自发地发生 氧化还原 反应。
负极——电子流出极，电流流入极或阴离子定向 移向极
正极——电子流入极，电流流出极或阳离子定向 移向极
3．根据两极发生的变化判断
负极——失去电子，化合价升高，发生氧化反应 正极——得到电子，化合价降低，发生还原反应
4．根据反应现象判断 负极——会逐渐溶解，质量减小 正极——有气泡逸出或质量增加
♨特别提示：原电池正负极判断的基础是氧化 还原反应。如果给出一个方程式让判断正、负极，可 以直接根据化合价的升降变化来判断，发生氧化反应 的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。
电解液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3
总结
❖ 1、复习回忆了原电池的形成。 ❖ 2、进一步了解原电池的反应原理，
人教化学选修4第四章 第一节 原电池 课件 (共25张PPT)
第四章 电化学基础
第一节
原电池
先学检查
1.下列哪个反应便于设计成原电池？为什么？ A.CaCO3＋2H+=Ca2+＋CO2↑＋H2O 放热
√ B.Zn＋Cu2+=Zn2+＋Cu 放热
C.C＋H2O(g)=高=温CO+H2 吸热
先学检查
2.下列哪个装置形成了原电池？请试着总结一下 形成原电池的条件
原电池形成的条件
(1)两个__活__泼_Z_n性__不__同_C_u_Z的n电极；Zn Al
C
(2)____电___解__质_____ 溶液或熔融液；
√ ((（34))A形一）成个_自__发闭__进合_（_行酒_B回的精）路_氧_。_化__（还_H_2C原_S）_O_4_反应（N。aDO）H
先学检查
1.写出图中原电池的电极反应式及电池总反应方程式。
负极： Zn—2e- = Zn2+
Zn
Cu
正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑
电池总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ ZnSO4溶液 H2SO4溶液
课后作业
• 1、拆开一个废旧干电池，了解其构成和 原理；
• 2、查阅资料，了解我国能源问题。 • 3、完成学案并预习下一节课
放电时间提高供电效率?AZn来自CuCuSO4
质疑、解疑
1.理论上应看到只在铜棒上有固体产生，实际上锌棒 上也有固体产生，这是什么原因导致的呢？ （1）可能是所用锌片不纯形成无数微小原电池； （2）锌与硫酸铜直接接触发生化学反应而产生铜单质。 2.最终又会造成什么后果？
能量转化效率变低了，不能提供稳定电流。
第一节
原电池
先学检查
1.下列哪个反应便于设计成原电池？为什么？ A.CaCO3＋2H+=Ca2+＋CO2↑＋H2O 放热
√ B.Zn＋Cu2+=Zn2+＋Cu 放热
C.C＋H2O(g)=高=温CO+H2 吸热
先学检查
2.下列哪个装置形成了原电池？请试着总结一下 形成原电池的条件
原电池形成的条件
(1)两个__活__泼_Z_n性__不__同_C_u_Z的n电极；Zn Al
C
(2)____电___解__质_____ 溶液或熔融液；
√ ((（34))A形一）成个_自__发闭__进合_（_行酒_B回的精）路_氧_。_化__（还_H_2C原_S）_O_4_反应（N。aDO）H
先学检查
1.写出图中原电池的电极反应式及电池总反应方程式。
负极： Zn—2e- = Zn2+
Zn
Cu
正极： 2H+ + 2e- = H2 ↑
电池总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ ZnSO4溶液 H2SO4溶液
课后作业
• 1、拆开一个废旧干电池，了解其构成和 原理；
• 2、查阅资料，了解我国能源问题。 • 3、完成学案并预习下一节课
放电时间提高供电效率?AZn来自CuCuSO4
质疑、解疑
1.理论上应看到只在铜棒上有固体产生，实际上锌棒 上也有固体产生，这是什么原因导致的呢？ （1）可能是所用锌片不纯形成无数微小原电池； （2）锌与硫酸铜直接接触发生化学反应而产生铜单质。 2.最终又会造成什么后果？
能量转化效率变低了，不能提供稳定电流。
第四章第一节 原电池全套PPT
将化学能转变为电能的装置。 导线的作用是传递电子，沟通外电路。 该原电池反应原理?电极反应式和总方程式.
Fe Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
该原电池反应原理?电极反应式和总方程式. （Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2） CuSO4 思考讨论：利用该反应设计原电池 CuSO4 溶液 电解液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3 负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag 三：组成原电池的条件： 化合价降低 得2e利用刚才Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，设计一个原电池. 1、有两种活泼性不同的金属作电极（或金属与能导电的非金属或化合物） 4 、能自发发生氧化还原反应
液
CuSO4
思考讨论：利用此氧化还原反应
来设计原电池，写出电极反应式。 并画出装置图
化合价升高失2e-
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
化合价降低得2e-
（Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）
装置图
Cu
C
CuCl2
FeCl3
离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
总结
• 1、复习回忆了原电池的形成。
• 2、进一步了解原电池的反应原理，正 确书写电极反应式。
• 3、利用氧化还原反应原理设计了原 电池。
思考讨论：利用该反应设计原电池
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
Fe Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
该原电池反应原理?电极反应式和总方程式. （Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2） CuSO4 思考讨论：利用该反应设计原电池 CuSO4 溶液 电解液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3 负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag 三：组成原电池的条件： 化合价降低 得2e利用刚才Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，设计一个原电池. 1、有两种活泼性不同的金属作电极（或金属与能导电的非金属或化合物） 4 、能自发发生氧化还原反应
液
CuSO4
思考讨论：利用此氧化还原反应
来设计原电池，写出电极反应式。 并画出装置图
化合价升高失2e-
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
化合价降低得2e-
（Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）
装置图
Cu
C
CuCl2
FeCl3
离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
总结
• 1、复习回忆了原电池的形成。
• 2、进一步了解原电池的反应原理，正 确书写电极反应式。
• 3、利用氧化还原反应原理设计了原 电池。
思考讨论：利用该反应设计原电池
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
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：
新课程化学选修4第四章第一节原电池
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在科研领域的应用
实验室仪器
在科研实验室中，许多精密仪器 依赖原电池提供电力，如质谱仪、 光谱仪等。这些仪器需要稳定的 电源以确保实验结果的准确性。
野外科学考察
在野外科学考察中，原电池为各 种仪器和设备提供电力，如GPS 定位仪、气象监测器等，帮助科
学家收集准确的数据。
生物医学研究
在生物医学研究中，原电池为实 验设备提供电力，支持细胞培养、
基因测序等重要实验的进行。
05 原电池的发展与未来展望
原电池的发展历程
伏打电池的发明
铅酸电池的发明
1800年，伏打发明了第一个可提供持续电 流的电源，即伏打电池。
1859年，普兰特发明了铅酸电池，成为电 动车和汽车的电源。
镍镉电池的发明
锂离子电池的发明
1950年代，镍镉电池问世，因其高能量密 度和可靠性而被广泛应用于便携式电子设 备。
新课程化学选修4第四章第一节原 电池
目录
• 引言 • 原电池的基本概念 • 原电池的种类与特点 • 原电池的应用 • 原电池的发展与未来展望 • 结论
01 引言
主题简介
原电池是化学电源的组成部分， 可以将化学能转化为电能。
原电池在日常生活、工业生产 和科学研究中有着广泛的应用， 如电池、电解、电镀等。
电池驱动的电子设备
手表和计算器
原电池在各种电子设备中广泛应用，如 遥控器、手机、笔记本电脑等。它们为 这些设备提供电力，使其正常工作。
许多手表和计算器使用原电池作为能 源，确保设备的精确计时和计算功能。
助听器
助听器中的原电池为电子元件提供电 力，使助听器能够将声音放大并传递 给佩戴者。
选修四 第四章 第一节原电池知识点以及综合训练
第一节 原电池装置特点：化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极；形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触）电负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。
池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。
原 电极反应方程式：电极反应、总反应。
理氧化反应 铜锌原电池 还原反应反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。
总反应：Zn+2H 2O+2MnO 2=2MnO(OH)+Zn(OH)2正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点：电压稳定。
Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； Cd+2NiO(OH)+2H 2 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 其它蓄电池失e -,沿导线传递，有电流产生溶解不断移向阳离子化学电源简介放电放电Ⅱ、银锌蓄电池 负极：Zn ＋2OH -－2e -＝Zn (OH )2 正极：Ag 2O ＋H 2O ＋2e - ＝2Ag ＋2OH -总反应式：Zn ＋Ag 2O ＋H 2 Zn (OH )2＋2Ag锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时电极反应产物不断排出电池。
《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
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
选修4-原电池-课件
（或传导离子的介质） ③ 两极相连形成闭合电路。
④ 一个自发的氧化还原反应。
讨论1：以下哪些装置可以形成原电池？
Pt
Zn
Cu Fe
Fe Fe
C
H2
Pt O2
CuSO4溶液 A
Mg
Al
稀硫酸 B
Zn
NaCl溶液 C
Cu
KOH溶液 D
Fe
C
NaOH溶液 E
稀硫酸 稀硫酸 F
纯酒精 G
讨论：原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质 溶液有关，下列说法中不正确的是 （ ） A．由 Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：
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
练习4：反应AsO43-+2I-+2H+⇌
AsO33-+I2+H2O，现设计如下实验 装置，进行下述操作：
I:向B杯内逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转； II: 若改向B烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安表 指针与(I)实验的反向偏转。
科学探究
基于盐桥的作用，你知道上述原电池装置还可以怎 么改进？
思考：原电池的设计
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，设计一个原电池.
Fe
Cu
FeSO4
CuSO4
课堂练习： 利用此氧化还原反应来设计原电池，写
出电极反应式，并画出装置图。
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
Cu
A
Zn
Cu
CuSO4
④ 一个自发的氧化还原反应。
讨论1：以下哪些装置可以形成原电池？
Pt
Zn
Cu Fe
Fe Fe
C
H2
Pt O2
CuSO4溶液 A
Mg
Al
稀硫酸 B
Zn
NaCl溶液 C
Cu
KOH溶液 D
Fe
C
NaOH溶液 E
稀硫酸 稀硫酸 F
纯酒精 G
讨论：原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质 溶液有关，下列说法中不正确的是 （ ） A．由 Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：
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
练习4：反应AsO43-+2I-+2H+⇌
AsO33-+I2+H2O，现设计如下实验 装置，进行下述操作：
I:向B杯内逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转； II: 若改向B烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安表 指针与(I)实验的反向偏转。
科学探究
基于盐桥的作用，你知道上述原电池装置还可以怎 么改进？
思考：原电池的设计
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，设计一个原电池.
Fe
Cu
FeSO4
CuSO4
课堂练习： 利用此氧化还原反应来设计原电池，写
出电极反应式，并画出装置图。
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
Cu
A
Zn
Cu
CuSO4
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电池反应：
Z n 2 M n O 2 2 N H 4 C l 2 M n O O H Z n ( N H 3 ) 2 C l 2
氢氧化氧锰
本节要求会判断电池的正负极，不要求写电极反应式．
三、二次电池
铅蓄电池
负极：——Pb 正极：——PbO2
电解质： H2SO４溶液
放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
e-
该装置：把化 学能转变成电 能
CuSO4 溶液
实验 探究
G
KCl
Zn
Cu
ZnSO4
CuSO4
由盐桥连接的 两溶液保持电 中性，两个烧 杯中的溶液连 成一个通路。
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。
写出其电极反应式
G
Zn
Cu
CuSO4
ZnSO4
CuSO4
思考讨论
二、一次电池
干电池
普通锌锰电池
碱性电池
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
) Z n N H 4 C l Z n C l2 M n O 2 ,C (
负极（Zn）：Zn – 2e- = Zn2+ 正极 （MnO2和C）：
2 M n O 2 2 H 2 O 2 e 2 M n O O H 2 O H
干电池：电池中的 电解质溶液制成胶 体，不流动，故称 干电池．
如：普通锌锰电池、
铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、 锂离子电池
碱性锌锰电池、锌
银纽扣电池
燃料电池
是一种连续地将燃料和 氧化剂的化学能直接转 化成电能的化学电源， 又称连续电池．
氢气、甲醇、天然气、 煤气与氧气组成燃料 电池。
小型高性能 燃料电池
Fe
该原电池反应原 理?电极反应式 和总方程式.
Cu Fe
Cu
FeSO4
CuSO4
CuSO4
逆向思维：化合价升高 失2e-
利用刚才Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，设计
一个原电池.
化合价降低 得2e-
1、根据氧化还原反应电
子转移判断电极反应。
Fe
Cu
FeSO4
2、根据电极反应确定合
适❖ 1、复习回忆了原电池的形成。 ❖ 2、进一步了解原电池的反应原理，
正确书写电极反应式。 ❖ 3、利用氧化还原反应原理设计了原
电池。
一、化学电池
１、化学电池分类
化学电 池
定义
例子
一次电池
二次电池
电池中的反应物质 进行一次氧化还原 反应并放电之后， 就不能再次利用．
又称充电电池或蓄电池 在放电后经充电可使电 池中的活性物质获得重 生，恢复工作能力，可 多次重复使用．
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
❖ 复习回忆：判断以下哪些是原电池？
G
G
G
Zn
Zn Fe
Zn
Cu
G
C Zn
Cu
是
H2SO4 （1）
H2SO4
（2）
Zn
H2SO4 是
（3）
G
Cu
C2H5OH （4）
CuSO4 （5）
CuSO4
一、形成原电池的几个条件是 ：
1、两个活泼性不同的电极。 2、电解质溶液 。 3、形成闭合回路。 本质和核心:发生自发氧化还原反应。
碱性电解质 负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
[阅读]P76-77 了解燃料电池的优点
CuSO4
思考讨论：利用此氧化还原反应
来设计原电池，写出电极反应式。 并画出装置图
化合价升高失2e-
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
化合价降低得2e-
（Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）
装置图
Cu
C
CuCl2 FeCl3
离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
思考讨论：利用该反应设计原电池
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价降低得2e-
电极反应式：
负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。
电解液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3
[阅读] P75-76 1、了解铅蓄电池充电时的电极反应。 2、了解铅蓄电池优缺点。
四、燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂 的化学能直接转换成电能的化学电池。
氢氧燃料电池 酸性电解质：负极： 2H2-4e-==4H+
正极： O2+4H++4e-==2H2O 总反应：2H2+O2==2H2O
Z n 2 M n O 2 2 N H 4 C l 2 M n O O H Z n ( N H 3 ) 2 C l 2
氢氧化氧锰
本节要求会判断电池的正负极，不要求写电极反应式．
三、二次电池
铅蓄电池
负极：——Pb 正极：——PbO2
电解质： H2SO４溶液
放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
e-
该装置：把化 学能转变成电 能
CuSO4 溶液
实验 探究
G
KCl
Zn
Cu
ZnSO4
CuSO4
由盐桥连接的 两溶液保持电 中性，两个烧 杯中的溶液连 成一个通路。
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。
写出其电极反应式
G
Zn
Cu
CuSO4
ZnSO4
CuSO4
思考讨论
二、一次电池
干电池
普通锌锰电池
碱性电池
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
) Z n N H 4 C l Z n C l2 M n O 2 ,C (
负极（Zn）：Zn – 2e- = Zn2+ 正极 （MnO2和C）：
2 M n O 2 2 H 2 O 2 e 2 M n O O H 2 O H
干电池：电池中的 电解质溶液制成胶 体，不流动，故称 干电池．
如：普通锌锰电池、
铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、 锂离子电池
碱性锌锰电池、锌
银纽扣电池
燃料电池
是一种连续地将燃料和 氧化剂的化学能直接转 化成电能的化学电源， 又称连续电池．
氢气、甲醇、天然气、 煤气与氧气组成燃料 电池。
小型高性能 燃料电池
Fe
该原电池反应原 理?电极反应式 和总方程式.
Cu Fe
Cu
FeSO4
CuSO4
CuSO4
逆向思维：化合价升高 失2e-
利用刚才Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，设计
一个原电池.
化合价降低 得2e-
1、根据氧化还原反应电
子转移判断电极反应。
Fe
Cu
FeSO4
2、根据电极反应确定合
适❖ 1、复习回忆了原电池的形成。 ❖ 2、进一步了解原电池的反应原理，
正确书写电极反应式。 ❖ 3、利用氧化还原反应原理设计了原
电池。
一、化学电池
１、化学电池分类
化学电 池
定义
例子
一次电池
二次电池
电池中的反应物质 进行一次氧化还原 反应并放电之后， 就不能再次利用．
又称充电电池或蓄电池 在放电后经充电可使电 池中的活性物质获得重 生，恢复工作能力，可 多次重复使用．
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
❖ 复习回忆：判断以下哪些是原电池？
G
G
G
Zn
Zn Fe
Zn
Cu
G
C Zn
Cu
是
H2SO4 （1）
H2SO4
（2）
Zn
H2SO4 是
（3）
G
Cu
C2H5OH （4）
CuSO4 （5）
CuSO4
一、形成原电池的几个条件是 ：
1、两个活泼性不同的电极。 2、电解质溶液 。 3、形成闭合回路。 本质和核心:发生自发氧化还原反应。
碱性电解质 负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
[阅读]P76-77 了解燃料电池的优点
CuSO4
思考讨论：利用此氧化还原反应
来设计原电池，写出电极反应式。 并画出装置图
化合价升高失2e-
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
化合价降低得2e-
（Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）
装置图
Cu
C
CuCl2 FeCl3
离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
思考讨论：利用该反应设计原电池
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价降低得2e-
电极反应式：
负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。
电解液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3
[阅读] P75-76 1、了解铅蓄电池充电时的电极反应。 2、了解铅蓄电池优缺点。
四、燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂 的化学能直接转换成电能的化学电池。
氢氧燃料电池 酸性电解质：负极： 2H2-4e-==4H+
正极： O2+4H++4e-==2H2O 总反应：2H2+O2==2H2O