原电池第二课时 2

1、原电池的构成条件原电池的构成条件 两种活泼性不同的金属两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电（或其中一种为能导电 的非金属，如的非金属，如“碳棒碳棒”）作电极作电极其中较活泼金属为负极，较不活泼金属其中较活泼金属为负极，较不活泼金属(或非金属或非金属)为正极为正极(正极一般不参与电极反应，只起导电作用正极一般不参与电极反应，只起导电作用)。 电解质溶液（电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应做原电池的内电路，并参与反应） 形成闭合回路形成闭合回路 能能自发自发地发生地发生氧化还原反应氧化还原反应练习：练习：下列装置中能组成原电池形成电流的是下列装置中能组成原电池形成电流的是( )( )Zn

2、CuH2SO4AZnCu酒精AZnCuCuSO4ZnH2SO4ACuH2SO4CDBAC思考思考下列装置中属于原电池的是：下列装置中属于原电池的是：ZnZnZnZnZnC（石墨石墨）CFePbFeCuCuFeC稀稀H2SO4稀稀H2SO4HCl溶液溶液稀稀H2SO4稀稀H2SO4稀稀H2SO4CH3COOH溶液溶液CuCl2溶液溶液 CuCl2溶液溶液酒精酒精电极反应电极反应式的书写式的书写AH2SO4-+负极：负极： Zn 2e- = Zn2+ (氧化反应氧化反应)正极：正极： 2H+ +2e- = H2 (还原反应还原反应) 总反应式总反应式： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2Zn

3、 + H2SO4(稀稀) = ZnSO4 + H2原电池反应的原电池反应的本质本质是是: 氧化还原反应氧化还原反应负极负极失电子失电子、发生、发生氧化反应；氧化反应；正极正极得电子、得电子、发生发生还还原反应原反应。电子电子从从负极负极经外电路流向经外电路流向正极正极，从而产生，从而产生电流，使化学能转变成电能。电流，使化学能转变成电能。原电池反应原理原电池反应原理负极：负极：正极：正极：Cu2+2e- = Cu Fe-2e- = Fe2+ 总反应：总反应： Fe+Cu2+ = Fe2+CuFe+CuCl2 = FeCl2+CuCuCl2CuFeA-+【练习练习】【练习练习】1 1、下列四个装

4、置中，导线中的电子由左边一极流、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（向右边一极的是（ ） B稀硫酸稀硫酸ZnFeAFeCA稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸CZnAABC2 2、如图装置，电流表、如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐渐变粗，极逐渐变粗，B B极逐渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、B B、C C应是下列应是下列各组中的哪一组（各组中的哪一组（ ） A A C CA AB BA A、A A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为稀H H2 2SOSO4 4 B B、A A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸

5、为稀硫酸 C C、A A是铁，是铁，B B是银，是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D D、A A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D+-+-+-+7 7）原电池原理的应用：原电池原理的应用：制作化学电源制作化学电源加快反应速率：加快反应速率：例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与F

6、e组成原电池，发生原电池反组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀应而使钢铁遭到腐蚀练习：练习：把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池用导线两两相连组成原电池. . 若若a a、b b相连时相连时,a,a为负极为负极; ; c c、d d相连时相连时, ,电流由电流由d d到到c;c; a a、c c相连时相连时,c,c极上产生大量气泡极上产生大量气泡, , b b、d d相连时相连时,b,b上有大量气泡产生上有大量气泡产生, ,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（则四种金属的活动性顺序由强到弱的为（ ） Aa b c d

7、Ba c d b Cc a b d Db d c a B三、发展中的化学电源三、发展中的化学电源1.1.干电池干电池一次电池一次电池: :(1)(1)特点特点: :属于属于_电池电池, ,放电后不能再充电。放电后不能再充电。(2)(2)实例实例锌锰电池锌锰电池: :负极负极:_,:_,正极正极:_,:_,电解质电解质:_:_。一次性一次性锌锌石墨棒石墨棒氯化铵氯化铵2.2.充电电池充电电池二次电池二次电池: :(1)(1)特点特点: :在放电时进行的氧化还原反应在放电时进行的氧化还原反应, ,在充电时可以逆向进在充电时可以逆向进行行, ,使电池恢复到放电前的状态。使电池恢复到放电前的状态。(2

8、)(2)实例实例: :PbPbPbOPbO2 2H H2 2SOSO4 4CdCdKOHKOHLiLi3.3.燃料电池燃料电池: :(1)(1)特点特点:_:_和和_分别在两个电极上反应将化学能转分别在两个电极上反应将化学能转化为电能。化为电能。(2)(2)实例实例氢氧燃料电池氢氧燃料电池: :负极负极:_:_失电子失电子, ,正极正极:_:_得电子得电子, ,电解质是氢氧化钾或硫电解质是氢氧化钾或硫酸。酸。燃料气体燃料气体氧气氧气氢气氢气氧气氧气【思考辨析】【思考辨析】1.1.判断正误判断正误: :(1)HCl+NaOH=NaCl+H(1)HCl+NaOH=NaCl+H2 2O O是放热反应

9、是放热反应, ,可以设计成原电池。可以设计成原电池。 ( ( ) )分析分析: :该反应虽然是放热反应该反应虽然是放热反应, ,但不是氧化还原反应但不是氧化还原反应, ,不能设计不能设计成原电池。成原电池。(2)(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中将铜片和锌片用导线连接插入酒精中, ,电流表指针发生偏电流表指针发生偏转。转。( ( ) )分析分析: :酒精不是电解质酒精不是电解质, ,不能构成闭合回路。不能构成闭合回路。(3)(3)在铜在铜- -锌锌- -稀硫酸原电池中稀硫酸原电池中, ,电子由锌通过导线流向铜电子由锌通过导线流向铜, ,再由再由铜通过电解质溶液到达锌。铜通过电解质溶液到达锌

10、。( )( )分析分析: :电子只能在两极和外电路中流动电子只能在两极和外电路中流动, ,不能进入溶液不能进入溶液, ,在溶液在溶液中是阴阳离子的定向移动。中是阴阳离子的定向移动。(4)(4)原电池中阳离子向正极移动。原电池中阳离子向正极移动。( ( ) )分析分析: :原电池中阳离子向正极移动原电池中阳离子向正极移动, ,阴离子向负极移动。阴离子向负极移动。(5)(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。( ( ) )分析分析: :有些电池中的电极材料不发生反应有些电池中的电极材料不发生反应, ,只起导电作用只起导电作用, ,如燃如燃料电池料电池,

11、 ,一般都是用惰性电极。一般都是用惰性电极。2.2.问题思考问题思考: :(1)(1)原电池中作负极的一定是活泼金属原电池中作负极的一定是活泼金属, ,作正极的一定是不活泼作正极的一定是不活泼金属吗金属吗? ?分析分析: :不一定。在原电池中的两极可以都是活泼金属不一定。在原电池中的两极可以都是活泼金属( (如如Zn-Fe-Zn-Fe-稀硫酸稀硫酸,Zn,Zn作负极作负极),),也可以都是不活泼金属也可以都是不活泼金属( (如如Cu-Ag-AgNOCu-Ag-AgNO3 3,Cu,Cu作负极作负极),),也可以是一种金属和一种能导电的非金属也可以是一种金属和一种能导电的非金属( (如如Cu-C

12、-Cu-C-AgNOAgNO3 3,Cu,Cu作负极作负极) )。(2)(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接两个活泼性不同的金属电极用导线连接, ,插入电解质溶液中插入电解质溶液中就能构成原电池吗就能构成原电池吗? ?分析分析: :不一定。构成原电池除具备不一定。构成原电池除具备两种活泼性不同的金属两种活泼性不同的金属电解质溶液电解质溶液形成闭合回路外形成闭合回路外, ,还必须有一个能自发进行的还必须有一个能自发进行的氧化还原反应氧化还原反应, ,如图由于如图由于CuCu、AgAg都不能与稀硫酸反应都不能与稀硫酸反应, ,故不能构故不能构成原电池。成原电池。一、原电池的工作原理和正负极的判

13、断一、原电池的工作原理和正负极的判断1.1.原电池的工作原理原电池的工作原理: :(1)(1)反应类型反应类型: :负极发生氧化反应负极发生氧化反应, ,正极发生还原反应。正极发生还原反应。(2)(2)电子的移动方向电子的移动方向: :负极流出负极流出, ,经导线流向正极。经导线流向正极。(3)(3)离子的移动方向离子的移动方向: :阳离子向正极移动阳离子向正极移动, ,阴离子向负极移动。阴离子向负极移动。2.2.原电池正负极的判断原电池正负极的判断: :【知识备选】【知识备选】电极反应式的书写电极反应式的书写(1)(1)一般电极反应式的书写一般电极反应式的书写: :(2)(2)氢氧燃料电池氢

14、氧燃料电池: :以氢氧化钾为电解质以氢氧化钾为电解质: :负极负极:2H:2H2 2-4e-4e- -+4OH+4OH- -=4H=4H2 2O(O(氧化反应氧化反应););正极正极:O:O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O=4OHO=4OH- -( (还原反应还原反应););总反应式总反应式:2H:2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O。以硫酸为电解质以硫酸为电解质: :负极负极:2H:2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ +( (氧化反应氧化反应););正极正极:O:O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O(O(还原反应还原反应););总反应

15、式总反应式:2H:2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O。(2)(2)在原电池中相对活泼的金属一定作负极在原电池中相对活泼的金属一定作负极, ,相对不活泼的金属相对不活泼的金属一定作正极吗一定作正极吗? ?提示提示: :不一定。判断电极时不一定。判断电极时, ,不能简单地依据金属的活动性顺序不能简单地依据金属的活动性顺序来判断来判断, ,要看反应的具体情况。例如要看反应的具体情况。例如: :AlAl在强碱性溶液中比在强碱性溶液中比MgMg更易失电子更易失电子, ,所以所以MgMg、AlAl在在NaOHNaOH溶液中形成原电池后溶液中形成原电池后,Al,Al作负作负极极,Mg,Mg作正

16、极作正极; ;FeFe或或AlAl在浓硝酸中钝化后在浓硝酸中钝化后, ,比比CuCu等金属更难失电子等金属更难失电子, ,所以所以CuCu和和FeFe或或CuCu和和AlAl在浓硝酸中形成原电池后在浓硝酸中形成原电池后,Cu,Cu作负极作负极,Fe,Fe或或AlAl作正极。作正极。二、原电池原理的应用二、原电池原理的应用1.1.加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率: :(1)(1)原理原理: :原电池中原电池中, ,氧化反应和还原反应分别在两极进行氧化反应和还原反应分别在两极进行, ,使溶使溶液中离子运动时相互的干扰减小液中离子运动时相互的干扰减小, ,使反应速率增大。使反应速率增大。

17、(2)(2)实例实例: :实验室用实验室用ZnZn和稀硫酸反应制取氢气时和稀硫酸反应制取氢气时, ,可滴入几滴硫可滴入几滴硫酸铜溶液酸铜溶液, ,形成原电池形成原电池, ,加快反应速率。加快反应速率。2.2.比较金属活泼性强弱比较金属活泼性强弱: :(1)(1)原理原理: :一般原电池中一般原电池中, ,活泼金属作负极活泼金属作负极, ,发生氧化反应发生氧化反应, ,不活不活泼金属作正极泼金属作正极, ,发生还原反应。发生还原反应。(2)(2)实例实例: :有两种金属有两种金属A A和和B,B,用导线连接后插入到稀硫酸中用导线连接后插入到稀硫酸中, ,观察观察到到A A极溶解极溶解,B,B极上

18、有气泡产生。由原电池原理可知极上有气泡产生。由原电池原理可知, ,金属活动性金属活动性ABAB。3.3.用于金属保护用于金属保护: :(1)(1)原理原理: :使被保护的金属作原电池的正极而得到保护。使被保护的金属作原电池的正极而得到保护。(2)(2)实例实例: :要保护一个铁制的输水管道要保护一个铁制的输水管道, ,可用导线将其与一块锌可用导线将其与一块锌块相连块相连, ,使锌作原电池的负极。使锌作原电池的负极。4.4.设计原电池设计原电池: :(1)(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。氧化反应氧化反应: :还原剂还原剂-ne-ne- - =

19、氧化产物氧化产物; ;还原反应还原反应: :氧化剂氧化剂+ne+ne- - =还原产物还原产物; ;正极反应式正极反应式+ +负极反应式负极反应式= =电池的总反应式。电池的总反应式。(2)(2)根据原电池的电极反应特点根据原电池的电极反应特点, ,结合两个半反应找结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。出正负极材料及电解质溶液。电解质溶液的选择电解质溶液的选择: :电解质溶液一般要能够与负极电解质溶液一般要能够与负极发生反应或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负发生反应或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应极发生反应( (如空气中的氧气如空气中的氧气) )。电极材料的选择电极材料的选

20、择: :在原电池中在原电池中, ,一般选择活泼性较一般选择活泼性较强的金属作为负极强的金属作为负极, ,活泼性较弱的金属或能导电的惰活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料作正极。负极材料或还原性物质在负极上失性材料作正极。负极材料或还原性物质在负极上失去电子被氧化去电子被氧化, ,氧化性物质在正极上得到电子被还原。氧化性物质在正极上得到电子被还原。(3)(3)实例实例: :【学而后思】【学而后思】(1)(1)在大海中航行的轮船在大海中航行的轮船, ,钢制船壳上常镶嵌一定量的锌块钢制船壳上常镶嵌一定量的锌块, ,目目的是什么的是什么? ?提示提示: :钢的成分是铁碳合金钢的成分是铁碳合金, ,轮船在大海中航行轮船在大海中航