原电池的工作原理

原电池的工作原理,电化学：指研究化学能与电能之间相互转换的装置、过程和效率的科学。,过程及装置分按电化学反应,2.借助电流而发生反应及装置(如:电解池),1.产生电流的化学反应及装置(如:原电池等),知识回顾：,探究一：,预测实验1的现象和结论,现象:,锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升.,结论:,Zn+Cu2+Zn2+Cu,探究二：,预测实验2的现象和结论,现象:,锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转.,结论:,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,一、原电池,定义：把化学能转变为电能的装置。,1.构成条件：,原电池的工作原理,(1)有两个活性不同的电极,(2)有电解质溶液,(3)能形成闭合回路,有自发的氧化还原反应发生,原电池,“负极出电子，电子回正极”,必发生失电子的氧化反应,必发生得电子的还原反应,原电池工作原理示意图,简单原电池的正负极和电子流向如何判断？,负极（）：,电子,电流,是不活泼金属或非金属，,正极（+）：,是活泼金属，,本身失去电子，,发生氧化反应。,进电子，,本身不反应，,得电子发生还原反应。,是溶液中的阳离子,要用到金属活动性顺序表：,注意：,K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au,活泼性，还原性依次减弱。,【思考】,氧化反应,Zn-2e-=Zn2+,铜锌原电池,电解质溶液,失e-，沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H+2e-=H2,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,2H+2e-=H2,Zn-2e-=Zn2+,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,(离子方程式）,（化学方程式）,电极反应,正极：,负极：,（氧化反应）,（还原反应）,阳离子,盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶。,这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（PrimaryCell）,盐桥的作用：使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。这样可以大大提高电池效率。,知识拓展：,原电池是由两个半电池组成的；半电池包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。半电池中的反应就是半反应即电极反应。所以半电池又叫电极。,正极（铜电极）：Cu2+2e-=Cu负极（锌电极）：Zn-2e-=Zn2+,电池反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+（总反应）,原电池正负极的判断方法及电极反应、电池反应的书写,练习,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式和总反应式。,(),(),(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,Fe+CuSO4Cu+FeSO4,(),(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,Cu2+2e-Cu,Zn+Cu2+Zn2+Cu,或Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,(),(),负极：,正极：,总反应：,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,Fe+2H+Fe2+H2,或Fe+H2SO4FeSO4+H2,2、依探究实验2的原理，按：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag的反应设计一个能持续产生电流的原电池装置,画出装置图。,3.为获得较长时间的稳定电流,如何将由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？,【小结】,2.两个电极相连插入电解质溶液中并形成闭合电路；,1.有两个活性不同的电极；,二.构成原电池的基本条件：,一.原电池：,3.有可自发发生的氧化还原反应。,三.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：,1.用还原性较强的物质(如:活泼金属)作负极,向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作正极,并在正极上得到电子;,2.原电池在放电时,负极上的电子经过导线流向正极，而氧化性较强的物质从正极上得到电子，两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。,把化学能直接转化为电能的装置。,正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。,原电池反应跟直接反应差别：反应速率加快；一般只有一个电极直接参加反应。,原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正（还原）、负（氧化）两极进行，负极上失去的电子流入正极，从而产生电流。,明确以下几点,利用原电池原理可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池。,形形色色的电池,【练习】,1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()A、XYZB、XZYC、YXZD、YZX,C,2、如图所示，在