原电池的工作原理_

FeCl3FeCl3CuSO4
试一试2：
把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极 反应式及电池反应方程式
盐桥
—
+
Zn Cu
Zn
Cu
ZnSO4
Leabharlann Baidu
H2SO4
(-)：Zn – 2e- = Zn2H+ 2SO4 (+)：2H+ +2e- = H2↑ 电池反应：
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
四、原电池的正负极的判断方法
总：2Al+ 2OH－ +2H2O =2Al O2－ + 3H2↑
发生氧化反应的极 ——负极 ②根据原电池电极
发生的反应
发生还原反应的极 ——正极
质量增加的电极——正极 ③根据电极增重还是减重 工作后
质量减少的电极——负极
④根据电极有气泡冒出：工作后，有气泡冒出的电极为正极
原电池原理应用 比较金属活动性强弱。 练习1. X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用 导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:
电解质溶液：CuSO4溶液（铜的可溶性盐） 4、画出示意图
试一试1： 利用2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。 设计原电池的思路：
1、前提：是氧化还原反应 2Fe3+ +Cu = 2Fe2+ + Cu2+
2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应
负极 Zn Zn - 2e- = Zn2+
电流 盐桥 Cl- K+
Cu 负极 Cu2+ + 2e- = Cu
Zn2+ Zn2+ Zn2+
Zn2+
eee-e-
ZnSO4 半电池
CuSO4 半电池
半电池包括电极材料和电解质溶液
发
失e-，沿导线传递
生
有电流产生
氧
化
盐桥
反 应
负极
Cl- K+
发 生 还 原 反 正极 应
Cu2+ + 2e- = Cu
还原反应
Cu2+ SO42-
CuSO4
电池总反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+
3、原电池工作原理：
发 生 氧 化 反 应
失e-，沿导线传递
发 生
有电流产生
还
负极
正极 原
反
阴离子
阳离子
电解质溶液
应
电子e-
正极（铜电极）
Cu2+ + 2e- = Cu
Zn
Cu
e-
专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转化
第一节 原电池的工作原理
[设疑]请根据你的经验猜想Zn与CuSO4溶液的反应是 吸热反应还是放热反应？并设计实验方案加以证明。
活动与探究一
向盛有30ml 1.0mol·L-1CuSO4溶液的小烧杯中,加入适量锌粉，
用温度计测量溶液的温度，观察温度计的变化。
现象: 温度迅速上升，有红色物质析出
结论: 化学能 热能
Zn(s)+ Cu2+(aq) ＝ Zn2+ (aq) + Cu(s) △H=-216.81 kJ·mol－1
化学能
?
知识回顾
一、原电池 1、概念： 把化学能转化为电能的装置。
原 电
2. 池
的 形 成 条 件
(1)有自发的氧化还原反应 （2）活泼性不同的两个电极
负极（氧化反应）：Cu - 2e- =Cu2+ 正极 （还原反应）：2Fe3＋＋2e- =2Fe2+
3、以两级反应为原理，确定材料及电解质溶液 负极材料：Cu
正极材料：石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属
电解质溶液：FeCl3溶液
4、画出示意图
正极：
2Fe3＋＋2e- =2Fe2+ C C
负极： Cu Cu-2e- =Cu2+ Cu
电解质溶液
电解质溶液
优点：能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率
三、原电池的设计
P14活动与探究
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu
负极：
FeFe
Fe – 2e- =Fe2+
Cu Cu 正极： Cu2+ +2e- =Cu
CuSO4 FeSO4 CuSO4
设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应
反应的要求 电极材料的要求
（3）两个电极插入电解质溶液中 溶液的要求 （4）形成闭合回路 （用导线连接或电极直接接触）
Cu
C
①×
②√
③√
④×
3、原电池的工作原理 电子e-
电流
负极（锌电极）
正极（铜电极）
Zn - 2e- = Zn2+
氧化反应
Zn
Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+
Cu
eee-e-
ZnSO4
CuSO4
盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。Cl-和K+在盐桥中可自由移动
盐桥的作用： （1）形成闭合回路（代替两溶液直接接触）
（2）平衡电荷（保证电解质溶液呈电中性）
负 盐桥中离子运动方向： 极
正 Cl- K+ 极
与电解质溶液离子运动方向一致
二、带盐桥的原电池工作原理：
二、带盐桥的原电池工作原理： 电子e-
微观判断 电子流出的极 ——负极
（根据电子流动方向）
电子流入的极 ——正极
宏观判断：
较活泼的电极材料 ——负极
①根据电极材料 较不活泼的电极材料——正极
特殊情况
稀 硫酸
负极： Mg — 2e- = Mg2+ 正极： 2H+ + 2e- = H2↑ 总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
负极：2 Al+ 8OH－—6e- =2Al O2－ +4H2O 正极：6H2O + 6 e- =3 H2↑+ 6OH－
eee-
eeCu2+ e-e-
e-e-
Cu2+
Cu2+
Cu2+
CuSO4
缺陷：不能产生持续稳定的电流，化学能转化为电能效率不高
如何解决？
Zn
Zn - 2e- = Zn2+
盐桥
Cu
Cl- K+
什么溶液？
对应金属的可溶性盐
Zn2+ Zn2+ Zn2+
Zn2+
ee-
-
e e- Cu2+ + 2e- = Cu
1、前提：是氧化还原反应
设
Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
计 原 电
2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应
负极（氧化反应）：Fe - 2e- =Fe2+
池
正极 （还原反应）：Cu2＋＋2e- = Cu
的
思 3、以两极反应为原理，确定材料及电解质溶液
路
负极材料：Fe
正极材料：Cu或石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为
__Z_>__Y_>__X_>__W_____