高中化学选修四课件：原电池(人教版)

负极（锌片）： Zn－2e- =Zn2+ （氧化反应）ZnSO4溶液 正极（铜片）： Cu2+ +2e-=Cu （还原反应）CuSO4溶液
电池反应（总化学方程式）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
电池符号： Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu
负极 盐桥 正极
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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。
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一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
请同学们思考：
上述原电池装置是将什么反应的化学 能转换成电能的？指出电池的正负极， 并分别写出其中负极和正极的电极反 应式以及该电池的总反应方程式。
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
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)， 将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将 KC20l或21/3N/11H4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。9
实验探索
实验三（书71页实验4-1） 实验现象：
有盐桥存在时电流计指针发 生偏转，即有电流通过电路。
二、由两个半电池组成原电池的工作原理
（1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式 连接，可以获得电流。
①在这类电池中，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，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定 向运动而形成内电路。
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：
（ Zn1电）极当是电负_解__质_（溶填液“为正稀”H或2S“O负4时”：）极， 其电极反应为_Z__n_－__2__e_-_=_____，该反应 是__氧__化__（填“Z氧n2化+ ”或“还原”，下同）反应；
阳离子流向正极 负极：电子流出的一极
正极：电子流入的一极
3.电极反应式：
负极： Zn－2e-＝ Zn2+ 正极： 2H++ 2e-＝ H2↑
4.2总021反/3/1应1 式： Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
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锌铜原电池工作原理
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一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
提出问题： 上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸 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？有没有什么改进措施？
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正极：较不活泼的金属、石墨等
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实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
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实验探究形成原电池的条件
可以 形成条件三：必须形成闭合回路
（不可以）
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造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜 极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅 通。这种作用称为极化作用。
为了避免发生这种现象，设计如下图（书P71图4-1）所示的原电池 装置，你能解释它的工作原理吗？
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硫酸铜
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硫酸铜
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此电池的优点： 能产生持续、稳定的电流。
练习：锌铜原电池产生电流时，阳离子（ B ） A 移向Zn 极，阴离子移向Cu 极 B 移向Cu 极，阴离子移向Zn 极 C 和阴离子都移向Zn极 D 和阴离子都移向Cu 极
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二、实验探究形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（可以）
形成条件一： 活泼性不同的两个电极
（不可以）
负极：较活泼的金属
Cu电极是__正____极，其电极反应为
_2__H__+__+_2__e_-____,该反应是____还__原___反应。
（是=2_负_）H__2当极↑ 电，解其质电溶极液反为应C为u_S_ZO_n_4_－溶__2液_e_时_-__：_，Zn电极
该反应是___氧___化__反应；Cu=电Zn极2+是__正__极，
第四章 电化学基础
第一节 原电池
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阅读教材P70 回答
1、电化学：研究化学能与电能相互转换的装置、 过程和效率的科学
2、从反应产物与电流的关系分类： ①产生电流的反应→→原电池 ②借助电流而发生的反应→→电解池
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复习回顾 1、原电池是___将__化__学___能__转__化__为__电___能_的装置。
其电202极1/3/反11 应为_C_u__2_+_+__2_e__- _=___,该反应____还_反原应.
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原电池原理 失e，沿导线传递，有电流产生
外电路
氧化反应 Zn-2e=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
阳离子
电解质溶 液
阴离子
阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
电 负极： Zn-2e- =Zn2+
取出盐桥，电流计指针即回 到零点，说明没有电流通过。
分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在 此的作用是什么？
参考教材72页 第三段
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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
极 反
正极： Cu2++2e- =Cu
（氧化反应） （还原反应）
应 总反应： Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(离子方程式）
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Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu （化学方程式）4
1.电路： 2.电极：
与原 电 池 相关的概念
电子流向：负极流向正极 外电路
电流方向：正极流向负极 内电路 阴离子流向负极