人教版选修4第四章第一节原电池第2课时21ppt

根据化合价升降判断：氧化反应和还原反应！ 即：负极半反应和正极半反应！
负极： Cu 失电子 Cu - 2e- = Cu2+ 正极： Fe3+得电子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
②请写出右边原电池的电极方程式。
A
Mg
Al
总反应方程式：
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 拆成离子方程式： 2Al + 2OH－ + 2H2O = 2AlO2－ + 3H2↑ 根据化合价升降判断正负极:
Cu
总反应方程式：
Cu +4HNO3(浓） = Cu（NO3 ）2+2NO2↑+2H2O 拆成离子方程式：
Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O 根据化合价升降判断正负极:
浓HNO3溶液
负极：Cu，失2e- Cu - 2e－ ＝ Cu2+
正极：总反应－负极反应
Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O Cu -- 2e－ ＝ Cu2+
4H+ + 2NO3- ＋2e－ ＝ 2NO2↑ + 2H2O
单液原电池
ee-
-( )
总反应：Zn +Cu 2+=Zn2++Cu
ee-
mA
ee- e-
( +)
锌片逐渐溶解
SO4 2-
铜片增重
思Z考n：-2若e-将=铜Zn锌2+原电池的C稀u硫2+酸溶液换C成u硫2++酸2铜e-溶=液Cu，
你能预估反应现象，写出电极反应方程式吗？
将Zn与 CuSO4溶 液隔离，分
置于两个容
器
2、由于Zn原子失去电子成为Zn2+进入溶液，使ZnSO4溶液因为 Zn2+增加而带正电；同时Cu2+获得电子成为金属铜沉淀在铜片上
，使CuSO4溶液因SO42-的相对增加而带负电。这两种因素均会阻 止电子从锌片流向铜片，造成不产生电流的现象。
连通电路 ，平衡电荷 ，保持溶液 呈电中性。
2、双液(盐桥）原电池的设计
设计双液原电池的思路：
C0碳u 棒+2+F3e3+
+2
=电C流u2表+
+
2+F2eC2+u片
先将氧化还原反应拆分
（正极）
（负极）
成氧化反应和还原反应，
盐桥
即负极半电池和正极半电池。
负极半电池：还原剂和氧化产物！
氧化反应 Cu – 2e- = Cu2+
正极半电池: 氧化剂和还原产物！
FeCl3
CuSO4
还原反应 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液! 外电路用导线连通，可以接用电器, 内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路。
注意： 正极区的电解质溶液一般要能够与负极发生氧化还原反应。 若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯
（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
发生氧化（价升高）的极 ——负极 ②根据原电池的电极反应 发生还原（价降低）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
中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。
练习升级
1、选择适宜的材料和试剂，把右
Ag
图的单液原电池设计为双液原电池
，以便完成下列反应：
Ag2++Cu=Cu2++Ag。画出原电池
的示意图并写出电极反应式。
负极：Cu-2e-=Cu2+
正极：Ag2++2e-=Ag
练习升级
2、用铜片、银片、CuSO4溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥 （装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池（如图）。 以下有关该原电池的叙述正确的是（ ） ①在外电路中，电子由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag ③A盐．①桥②中KB+．移①向②④CuSCO．4①溶②液③ D．①②③④ ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的 化学反应与该原电池总反应相同．
【探究实验】
步探究
提出问题：单液原电池时间稍长电流就很
快减弱，在实际应用中不适合用做电源，
原因是？ 有没有什么改进措施？
硫酸铜溶液
造成的主要原因
硫改酸进铜措施
1、Zn片与CuSO4溶液直接接触，难以避免会有Cu2+在Zn片表面 被还原成Cu，一旦有少量铜析出，在锌表面就形成了原电池，进 一步加速铜在负极表面析出，负极电位升高，致使输出的电流强 度减弱；化学能不仅转化为电能，还转化为热能，形成内耗；
单池原电池
实验探究-对比分析
双池原电池
单池原电池与双池原电池对比 锌片（负极）Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 锌片（负极）Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）
铜片（正极）Cu2++2e-=Cu（还原反应） 铜片（正极）Cu2++2e-=Cu（还原反应）
1、总反应电极反应都 相同 。 电池反应：Cu2++Zn=Cu +Zn2+
FeCl3(aq)
负极(Cu ):
.
正极(石墨):
.
总反应式:Cu+2Fe3+=Cu2++2F.e2+
7、电极方程式的书写
A
Cu
C
①判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。 先写出总反应：即 负极与电解质溶液反应！
Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2 FeCl3溶液 拆成离子方程式： Cu + 2Fe3＋ = Cu2＋ + 2Fe2＋
杯平衡了因c(Cu2+)减少而带的负电，使得 溶液呈电中性，原电池不断地产生电流。
1、盐桥原电池（双液电池）
mA
连两通个溶半电液池
Zn
平衡电荷
—
氧化
SZnO24+2-盐
K+
+
SO还4 2原-
Zn2+
反应
桥
Cl- Cu2+ 反应
外电路 内电路
Cu
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
练 请将氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
外电路
两极、导线 电流方向：与电子流动方向相反
1.电路： 内电路 阴离子移向负极
两极、溶液 阳离子移向正极
2.电极：
负极：电子流出的一极 正极：电子流入的一极
氧化反应 还原反应
Zn－2e-＝ Zn2+ 3.电极 2H++ 2e-＝ H2↑ 反应式：
4.总反应式： Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
一
练 设计成原电池，你有哪些可行方案?
1、电解液：Fe2(SO4 )3、FeCl3等。
2、电极材料：负极 Cu
，
正极 比Cu不活泼的金属或石墨 。
3、电极反应式 ：
负极: Cu – 2e- = Cu2+
.
正极: 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
.
若是采用双液原电池装置图，采用的电解质溶液
又是什么？试画出原电池的装置简图。
5.组成原电 池的条件：
（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金 属单质或金属氧化物）作电极。
（2）电极材料均插入电解质溶液中。 （3）两极相连形成闭合电路。 （4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。
思考：如何判断原电池正、负极？
【归纳小结】 6、原电池的正负极的判断方法
微观判断
电子流出的极 ——负极
NaOH溶液
负极：Al，失3e-
2Al - 6e－ ＝ 2Al3+
+ 2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O
负极总反应：2Al －6e－+ 8OH- ＝2AlO2- + 4H2O
正极：总反应－负极反应 6H2O ＋6e－ ＝6OH—＋ 3H2↑
③请写出右边原电池的电极方程式。
A
Fe
2、双液（盐桥）原电池的设计
注意：1、正极区电解质溶液要能够与负极发生氧化还原反应
2。、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必需与电极材料具有相 同的阳离子。
3、电池的电极材料必须能导电！
①活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池：锌作负极，铜作正极
②金属和非金属。如锌锰干电池：锌作负极，石墨棒作正极
课堂练习：1、请在图上标出电子的流动方向和电流
方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式.
e- I
I
e-
Zn
Cu
石墨
Cu
CuSO4 (aq)
负极( Zn): Zn－2e - = Zn2+. 正极( Cu): Cu2+ +2e - = Cu . 总反应式: Zn+Cu2+ = Zn2 ++ C.u
相同 3、阳离子和阴离子流向 。 应，生成Cu,在锌片上形成原电池，导致 应；盐桥中的Cl-移向了左边烧杯，平衡了
化学能内耗； 负极区溶液因Zn2+增加而 因c(Zn2+)增大而带的正电， K+移向右边烧
4、装置构成 不同 ,效率 不同 。 带正电；正极区溶液因SO42-的相对增加
而带负电，致使输出的电流强度减弱。
③金属和化合物。如铅蓄电池：铅板作负极，PbO2作正极
④惰性电极。如氢氧燃料电池：两根电极均可用Pt
mA
mA
mA
mA
mA
mA
mA
mA
两极
• 同条件下，两极板金属活泼性差别越大，
所产生的电压越大，电流越强
电压电 • 优选电极：经济、安全、稳定、需要 流
现象：锌片质量减少，铜片上有红色物
电池反应：Cu2++Zn=Cu +Zn2+ 现象：锌片质量减少，铜片上有红色物质
质析出，铜片质量增加，溶液温度升高。 析出，铜片质量增加，溶液温度不变。
相同 能量转2化、：化导学能线转中化为电电能子、热流能向 。 能量转化：化学能转化为电能
现象分析：Zn片可直接与CuSO4溶液反 现象分析：两个容器避免锌片和CuSO4反
实验二 双液—盐桥电池
改进
琼胶是含水丰富的一种冻胶 ，离子在其中既可以运动， 又能够起到固定作用。
含饱和KCl溶 液的琼胶
有成分盐：桥盐存桥在中时通，常左装边有烧含杯琼中胶的c(KZCnl2或+)硝增酸大铵，饱右和边溶烧液杯（不中与c两(C边u溶2液+反)减应）少。 ，作用因：此连盐通桥溶中液的使阴两离个子半会电向池形左成边闭移合动回，路阳，离平子衡会电向荷右使溶边液移保动持，电使中得性。 溶优点液：呈完电全中隔性离，半原电电池池反不应断，使地原产电生池电能流持。续、稳定地产生电流。
知识回顾
外电路
负极e→- 正极 负极Ⅰ←正极
失e，沿导线传递，有电流产生
氧化反应 Zn-2e=Zn2+
负极
阳离 阴子离 子
正极
电解质 溶液 阳离子
内电路
阳离子→正极 阴离子→负极
还原反应 2H++2e- =H2↑
整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流！
知识梳理：与原电池相关的概念
电子流向：电子由负极流向正极