4.1.2双液原电池及应用111汇总

判断是不是原电池。
请指出正负极名称， 并写出电极反应式. 电池反应式。
第一节
原电池
（第2课时）
本节任务
• 一、原电池正负极的判定
• 二、原电池原理探究及分析 • 三、原电池的设计方法
电极的判断
• • • • • • • • • • 方法一：根据电极材料的性质确定。 1.对于金属—金属电极， 活泼金属是负极，不活泼金属是正极； 2.对于金属—非金属电极， 金属是负极，非金属是正极，如干电池等； 3.对于金属—化合物电极， 金属是负极，化合物是正极。 方法二：根据电极反应的本身确定。 失电子的反应→氧化反应→负极； 得电子的反应→还原反应→正极。
此装置优点：能稳定长时间放电
得出结论
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。
A
请回答下列问题： 铜 ( 或 Cu) (1)电极X的材料是________； AgNO3溶液； 电解质溶液Y是___________ 正 极， (2)银电极为电池的________ CuSO4溶液 发生的电极反应为_________________ Ag＋＋e－ → Ag X电极上发生的电极反应为 Cu -2e－ → Cu2＋ ____________________________ ； 负(Cu)电极流向 (3)外电路中的电子是从_______ ________ 正 (Ag) 电极。
思考：如何才能得到 持续稳定的电流？
此电池的优点： 能产生持续、稳 定的电流。
实验探索
实验三
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。 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？ 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)，
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液， 则负极为 Al－3e-+2OH-=H2O+AlO- ， 总反应方程为 。
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
原电池原理应用：判断溶液pH值变化
例5： 在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为 0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.015 0.168L升气体，则流过导线的电子为———— mol,溶 大 液的pH值变_________ ？（溶液体积变化忽略不计） 解： 根据电极反应： 负极： Zn－2e-＝Zn2+ 正极： 2H++2e- ＝H2↑ x ＝0.015 (mol) 解得： y ＝0.015 (mol) 0.2×0.125×2－0.015 ∴ c(H+)余＝ 0.2 ＝3.75× 10﹣ 4(mol/L ) ∴pH ＝-lg3.75 ×10－4 ＝4 -lg3.75 答：……
三 、 设 计 原 电 Cu 池
请将氧化还原反应 Cu+2Ag+ = Cu2++2Ag 设计成一个能产生稳定电流的原电池装置，并写出两 个电极上的电极反应。
提 示 与 要 求
（1）装置可采用烧杯和盐桥 （2）注明原电池的正极和负极
（3）注明外电路中电子的流向
（4）写出两个电极上的电极反应
A
Ag
盐桥:饱和KCl溶液
得： 2H+ —— 2e——H2↑
2 2 22.4
x
y
0.168
小 结：原电池
1、定义 2、工作百度文库理 3、形成条件
4、双液原电池
盐桥 盐桥的作用 工作原理
确定
5. 设计原电池 反应式
6、原电池的应用：
负极材料（失去电子的金属 电解质溶液
1.比较金属活动性强弱； 2.比较反应速率 3.比较金属腐蚀快慢 （即将金属作为原电池的正极而受到保护。如 在铁器表面镀锌。） 4.解释某些化学现象
X
盐桥
Ag
Y
6、原电池原理应用：
例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是 （C）
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多； C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
第3课时
(1)比较金属活动性强弱。
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
⑧
(× )
负极：Fe－2e- ＝Fe2+
⑨ (∨ )
正极：2H++2e-＝H2↑ 总反应： Fe+2H+＝ Fe2++H2↑ 或 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
原电池的应用--原电池装置的设计
利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设 计一个单液原电池。
G
Zn(-)
Pt(+)
例3： 下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (2) (1) (3)
例4： 下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速 率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3)
原电池原理应用：
(4)原电池原理的综合应用 例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、 炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启 用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开 塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发 现有大量铁锈存在。 1) “热敷袋”是利用 铁被氧化 放出热量。 2)炭粉的主要作用是： 与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化
• • • • • • • • • •
方法三：根据电子、电流、溶液中离子的流向确定。 1.根据电子的流向判断 电子流出的是负极，流入的是正极； 2.根据电流的流向判断 电流流出的是正极，流入的是极； 3.根据溶液中离子的流向判断 溶液中阳离子流向的是正极，阴离子流向的是负极； 方法四：根据电极现象确定。 不断溶解、质量减少的是负极； 电极质量增加或电极质量不变但有气体产生的是正极；
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
Ag
A
Cu
说明：盐桥为含有琼胶 的KNO3饱和溶液
AgNO3
Cu(NO3)2
课堂练习
2、根据上述原理，为获得较长时间的稳定电流，如
何将 “Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图） 进行简单改装？
锌片
A
铜片
Zn
A
Cu
ZnSO4 稀H2SO4
H2SO4
CuSO4
AgNO3
原电池的设计：
利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设 计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐 桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。 参考答案 G
(-)
G
(+)
Zn
Pt
Zn
(-)
盐桥
(+)
C
FeCl3 溶液
ZnCl2溶液
FeCl3溶液
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）
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 。 。
拓展练习
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到 的现象：
++2e-=H2 2H 两极反应式为：正极 ； 负极 Mg－2e—=Mg2+ 。 该装置将 化学能 转化为 电能 。
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；
原电池原理应用：
(2)比较反应速率
下列制氢气的反应速率最快的是 （ D ） 例2 ： A. 纯锌和1mol/L 硫酸； B. 纯锌和18 mol/L 硫酸； C. 粗锌和 1mol/L 盐酸； D. 粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
原电池原理应用：
(3)比较金属腐蚀的快慢
一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
？提出问题：
上图是我们将锌片和铜片置于CuSO4 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？
电流表指针发生 偏转，但不稳定。
CuSO4 溶液
分析：
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。 CuSO4 溶液
知识回顾
1，原电池概念。
2，构成原电池的条件。
3，原电池的正负极和电子流向判断。
4，原电池的工作原理。
失e，沿导线传递，有电流产生
氧化反应
还原反应
负极
Zn-2e=Zn2+
阴离子
铜锌原电池 正极 2H++2e- =H2↑
阳离子
阳离子
电解质溶液
电 负极： Zn-2e- =Zn2+ （氧化反应） 极 正极：2H++2e- =H ↑ （还原反应） 2 反 +=Zn2++H ↑ (离子方程式） Zn+2H 总反应： 应 2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ （化学方程式）
将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将 KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。
导线：传递电子，沟通外电路
• 盐桥的作用： Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使 Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子 不断从Zn极流向Cu极。
a.连通原电池的内电 路，避免两溶液直 接接触，形成闭合 回路。 b.平衡电荷。
FeCl3 溶液
研究性学习
在一 瓣橘子上相隔0.5cm分别插一小铜片 和铝片，把铜片和铝片的另一端通过导线接 触耳机的两极，试试能否听到“嘎嘎”声。能 够从耳机中听到“嘎嘎”声，说明了什么？用 其他金属、水果、液体再试一试。
铜片
铝片
⑥
(× )
-＝Zn2+ Zn － 2e 负极：
⑦
(∨ )
正极： Cu2++2e-＝Cu 总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu 或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu
3.判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，说明理
由；若是，指出正负极名称并写出电极反应式。
×
(A)
√
(B)
A Cu C
(C)
(D)
CuCl2
FeCl3
× √
(2007年高考海南化学卷) 依据氧化还原反 应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s) 设计的原电池如图所示。 电流计
小 结
一、原电池原理探究及分析
二、原电池正负极的判定 三、原电池的设计方法
请将氧化还原反应 Cu+2Ag+ = Cu2++2Ag 设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置
Ag
Cu
AgNO3
CuSO4
课堂练习
1、依探究实验的原理，按以下反应设计一个能持
续产生电流的原电池装置，画出装置图。