原电池的工作原理_

1、第一节 原电池的工作原理,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,活动与探究一,向盛有30ml 1.0moll-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,zn(s)+ cu2+(aq) zn2+ (aq) + cu(s) h=-216.81 kjmol1,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,化学能,一、原电池,1、概念,把化学能转化为电能的装置,知识回顾,1)有自发的氧化还原反应,2）活泼性不同的两个电极,3）两个电极插入电解质溶液中

2、,4）形成闭合回路 （用导线连接或电极直接接触,反应的要求,电极材料的要求,溶液的要求,原电池的形成条件,2,3、原电池的工作原理,zn2,电池总反应：zn+ cu2+ = cu+ zn2,zn - 2e- = zn2,cu2+ + 2e- = cu,so42,cu2,电子e,e,e,e,e,zn2,zn2,zn2,电流,正极（铜电极,负极（锌电极,氧化反应,还原反应,电解质溶液,失e-，沿导线传递,负极,正极,3、原电池工作原理,发生氧化反应,发生还原反应,阴离子,阳离子,有电流产生,正极（铜电极） cu2+ + 2e- = cu,cu2,电子e,e,e,e,e,e,e,e,e,e,e,cu

3、2,cu2,cu2,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,cuso4,什么溶液,对应金属的可溶性盐,znso4,盐桥,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,k,cl,zn2,zn2,zn2,zn2,e,e,e,e,cu2+ + 2e- = cu,zn - 2e- = zn2,盐桥中离子运动方向,k,cl,负极,正极,与电解质溶液离子运动方向一致,电解质溶液,失e-，沿导线传递,负极,正极,发生氧化反应,发生还原反应,有电流产生,盐桥,k,

4、cl,二、带盐桥的原电池工作原理,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,利用fe + cu2+=fe2+ +cu 设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应,p14活动与探究,1、前提：是氧化还原反应,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,正极 （还原反应）：cu22e- = cu,3、以两极反应为原理，确定材料及电解质溶液,负极材料：fe,4、画出示意图,fe + cu2+ = fe2+ + cu,设计原电池的思路,正极材料：cu或石墨或铂或比cu不活泼的其他金属,电解质溶液：cuso4溶液

5、（铜的可溶性盐,利用2fe3+cu=2fe2+cu2+ 设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应,试一试1,设计原电池的思路,1、前提：是氧化还原反应,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）：cu - 2e- =cu2,正极 （还原反应）：2fe32e- =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,2fe3+ +cu = 2fe2+ + cu2,)：zn 2e- = zn2,)：2h+ +2e- = h2,电池反应： zn + 2h+ = zn2+ + h2,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,试一试2,四、原电池的正负极的判断方法,电子流出的极 电子流入的极,负极 正极,较活泼的电极材料 较不活泼的电极材料,质量增加的电极 工作后 质量减少的电极,负极 正极,正极 负极,工作后，有气泡冒出的电极为正极,发生氧化反应的极 发生还原反应的极,负极 正极,特殊情况,练习1