第二章 第二节 原电池

Zn
根据你的分析，判断下列装置能否构成原电池？
装置 装置 装置
A
Cu
Fe
B
H2SO4
Cu
Fe
C
H2SO4
Cu
Cu
D
H2SO4
C
Fe
E
H2SO4
C
Fe
F
H2SO4
G
Cu
Zn 乙醇
H
C
Fe
I
NaCl
有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、 B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为 负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶 液中，电流由 C经导线流向 D；③A 、 C相连后，同 时浸入 CuSO4 溶液中， C 极质量增加；④B 、 D 相连 后，同时浸入CuSO4溶液中，Cu2+移向D极被还原。 据此，判断四种金属的活动性顺序是 A
复习回顾： 电流：带电粒子定向移动
电流方向：正电荷定向移动的方向 (即电子移动的反方向) 电流计(表)：指针偏向正极 氧化还原反应的本质：有电子转移
实验： 向盛有稀硫酸的杯中加入锌片，观察现象。 写出反应的离子方程式并标出电子转移的方 向和数目。
2e-
Zn
+ +2H
= Zn
2+
+H2↑
思考问题:
1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子?
四、原电池的构成条件
1.有两种活动性不同的金属(或非金属)作电极
实验：将稀硫酸换成酒精，观察指针是否偏转？
四、原电池的构成条件 1.有两种活动性不同的金属(或非金属)作电极 2.电极插入电解质溶液中
实验：将稀硫酸换成硫酸铜溶液，铜片换成碳棒， 观察指针是否偏转？
学生活动：写出电极方程式和原电池总反应式
思考问题:
1.H+得到的电子是Cu失去的吗？ 2.在这个过程中Cu起什么作用？
I
Zn
实验:将铜片换成碳棒，你预期电流表是否会偏转， 你的理由是什么？
学生活动：根据指针偏转方向，判断正负极。 然后写出电极方程式和原电池反应式 锌片: 负极 Zn - 2e- = Zn2+ 铜片: 正极 2H+ + 2e- = H2 ↑ 原电池反应：Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
小结：
化学能转化为电能
一、原电池的定义：化学能转化为电能的装置 二、原电池的工作原理 锌片: 负极 Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应 逐渐溶解,有气泡 铜片: 正极 2H+ + 2e- = H2 ↑ 还原反应 有气泡 原电池反应：Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑ 三、原电池正、负极的判断 依据 负极 正极 反应类型氧化反应还原反应 电子流向流出电子流入电子 离子流向阴离子移向阳离子移向 电极材料活动性较强的金属活动性较弱的金属(或石墨) 四、原电池的构成条件 1.有两种活动性不同的金属(或非金属)作电极 2.电极插入电解质溶液中 3.构成闭合回路
(一)、原电池的定义： 化学能转化为电能的装置
（二）、原电池的工作原理
锌片: 负极 Zn - 2e- = Zn2+ 铜片: 正极 2H+ + 2e- = H2 ↑ 氧化反应 还原反应 逐渐溶解,有气泡 有气泡
原电池反应：Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
三、原电池正、负极的判断
►依据
负极 正极 ►反应类型氧化反应还原反应 ►电子流向流出电子流入电子 ►离子流向阴离子移向阳离子移向 ►电极材料活动性较强的金属活动性 较弱的金属(或石墨)
分
开
稀硫酸
氧化剂 还原反应
指针应 该偏转
可能有气 泡产生
锌 片
铜 片 稀硫酸
想用两种不 同的金属得 到持续电流
在铜盘上用铁刀 碰触蛙腿发现蛙 腿抽搐。 伽伐尼 受 到 导线 锌片 启 示 伏打电堆
伏打
浸盐水湿布
电 流
银片
改进装置后再次尝试
指针 偏转
锌 片
用氯化钠溶液 润湿的纸条
铜 片
氯化钠溶液
稀H2SO4
解释实验现象 思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转 1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？
化学能直接转化为电能
导线
电子流向
左端：提供 电子的装置
右端：接受 电子的装置
锌 片
还原剂 氧化反应
谢谢聆听 欢迎指正
观看模拟原电池的工作原理
预测现象， 分析过程
Zn
Cu
硫酸铜溶液
请你结合图示和实验现象分析： 1.铜片表面为什么会产生许多小气泡？这些 气体是什么？是怎样产生的？ 2.锌片和铜片表面发生了什么反应？ 3.电流是怎样产生的？
演示探究
Zn Cu 实验现象
大量气泡从铜 片逸出，锌片 部分溶解
思 考 题
相同条件下，纯锌粒和粗锌 粒与同浓度的稀硫酸反应的速 率一样吗？为什么？ 不一样，因为在粗锌表面会形 成很多个原电池，加快了反应 速度
原电池原理的应用
制作化学电源
小结
1、加快反应速率：
原电池原理的应用
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般 较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
A． A> B> D> C
C． C> A> B> D
B． A> C> D> B
D． B> D> C> A
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( C )
A 正极 负极 Zn Cu B Cu Zn C C Zn D Fe Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4 CuSO4 HCl
I
[板书:定义 ]
Zn
]
[板书:
原理、电极方程、总反应
[板书:原理、判断 1_3 ]
思考问题:
1.H+得到的电子是Cu失去的吗？ 2.在这个过程中Cu起什么作用？
四、原电池的构成条件
1.有两种活动性不同的金属(或非金 属)作电极 2.电极插入电解质溶液中 3.构成闭合回路
模拟原电池的工作原理
I
Zn 化学能转化为电能
第二节化学能与电能
学习目标 1.了解一次能源与二次能源； 2.熟悉化学能转化为电能的直接与间接途径； 3.掌握原电池的形成条件与工作原理； 4.学会原电池正负极的判断及工作原理。
2.化学能与电能的转化
► （1）电能： ► （2）火力发电的原理
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能
发电机 电能
二、原电池
提供电子的 装置 接受电子的 装置
分析：
铜片 H2SO4溶液
H2SO4溶液
你能预期观察到什么现象？
实验求证：
1.将铜片和锌片通过导线连接起来，同时浸入盛有 稀硫酸的烧杯中，观察现象。
[板书:非预期现象]
2.导线中间接入一个电流表，观察现象。
根据指针的偏转方向，确定正极和负极
[板书:电极名称]
模拟原电池的工作原理
锌片: 负极 Zn - 2e- = Zn2+ 碳棒: 正极 Cu2+ + 2e- = Cu 原电池反应：Zn +Cu2+ = Zn 2+ +Cu
四、原电池的构成条件 1.有两种活动性不同的金 属(或 非金属)作电极 2.电极插入电解质溶液中 3.构成闭合回路
用氯化钠溶液 润湿的纸条
你能解释锌片有气泡放出可能的原因吗？
稀硫酸
表示电子 表示电子 表示Zn2+ 表示Cu2+
锌 片
用氯化钠溶液 润湿的纸条
铜 片
氯化钠溶液
稀硫酸
电流是如何产生的？ 1.为什么电子能够持续地从Zn片流向Cu片？ 2.请将Cu片换为石墨棒、Mg条，再观察现象 3.分析Zn片和Cu片上发生的反应 2.湿润的纸条是如何导电的？
盐桥的作用
1、形成闭合回路用盐桥也可以代替。 2.提供反应环境（保持电中性，提供酸性、 碱性） 3.有的提供反应物. 4平衡电池的阴阳离子（随着反应的进行,正 负级分别积累了阳离子和阴离子,这样的电池 内电路的电流和外电路的电流相互矛盾,使得 反应无法继续下去,而有盐桥的,其中的盐桥 就是起着中和原电池的离子的作用）
稀H2SO4
离子方程式 思考问题 寻找答案
Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.H+得到的电子是Cu失去的吗？ 2.在这个过程中Cu起什么作用？ 3.你怎样才能知道导线中有电子通过？
组内交流 列出想法
Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。
演示探究
Zn
A
Cu 实验现象
锌表面无气泡， 铜表面有气泡， 电流表发生偏转。
学生活动：将铜片换成碳棒，根据指针偏转方 向，判断正负极。
铝 镁
铝 镁
三、原电池正、负极的判断 依据 反应类型 电子流向 离子流向
电极材料 活动性
负极 氧化反应 流出电子 阴离子移向
活动性较 强的金属
wenku.baidu.com
正极 还原反应 流入电子 阳离子移向
活动性较弱的 金属(或石墨)
实验:将铜片换成锌片，观察电流表是否会偏转?
2. Zn是通过什么途经将电子转移给溶液中的H+的？
微观尺度；电子不定向转移
+ H + H
++ H H
+ H H+ ++ H H
H H+ H+ +
+
H
H+ + H
++ HH
++ H H
； Zn Zn Zn Zn
++ H H
Zn
Zn
Zn
Zn
++ HH ++ HH
Zn
Zn
Zn
Zn
思考问题:
想什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn 表面得电子,使电子作定向移动呢？
2、比较金属活动性强弱。（负˃正）
3、设计原电池（能发生自发氧化还原反应）
（1）电极
负：活泼金属
正：活泼性较弱金属或非金属（石墨）
（2）电解质溶液：含有得电子阳离子的盐为电解质