原电池的工作原理(上课)

1、形成原电池的形成原电池的一般一般条件条件（0 0）前提条件：有）前提条件：有自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应 （1 1）有两种）有两种活泼性不同活泼性不同的导电材料的导电材料作电极作电极 ( (不同的金属或金属与非金属导体）不同的金属或金属与非金属导体）（2 2）两个电极必须插入）两个电极必须插入电解质溶液电解质溶液中中（3 3）两极相连形成）两极相连形成闭合回路闭合回路 （用导线连接或电（用导线连接或电极直接接触）极直接接触） 原电池工作原理原电池工作原理 根据氧化还原反应设计原电池根据氧化还原反应设计原电池 电解质溶液电解质溶液阳离子氧化反应氧化反应负极负极 正极正极还原反应还原反应电

2、子沿导线传递，产生电流阴离子-三、原电池的正负极的判断方法三、原电池的正负极的判断方法 微观判断微观判断（根据电子流动（根据电子流动方向方向）电子流电子流出出的极的极电子流电子流入入的极的极负极负极正极正极 较较活泼活泼的电极材料的电极材料较较不活泼不活泼的电极材料的电极材料 质量增加质量增加的电极的电极工作后工作后 质量减少质量减少的电极的电极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后，有工作后，有气泡冒出气泡冒出的电极为正极的电极为正极发生发生氧化氧化反应的极反应的极发生发生还原还原反应的极反应的极宏观判断宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极 发生的反应发生的反应根据

3、电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：负极负极正极正极一、原电池中电极反应式的书写一、原电池中电极反应式的书写先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。 两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证电极产物在电解质溶液的环境中，应稳定存在。列物质列物质标得失标得失看环境看环境配守恒配守恒两式相加两式相加验总式验总式例例2： 铜铜.锌锌.稀稀HCl水溶液组成的原电池水溶液组成的原电池电极反应式电极反应式: 负极负极(Zn): 正极正极(Cu): Zn -2e- = Zn2+ (氧化反应)电极本身失去电子.2H+2e- = H2(还原

4、反应)电解质溶液中的阳离子得子.2H+ Zn= H2 + Zn2+ 或 Zn+ 2HCl =ZnCl 2+H2 注: 得失电子相等, 总反应式:两式相加例例3： 铜铜.锌锌. CuSO4溶液组成的原电池溶液组成的原电池电极反应式电极反应式: 负极负极(Zn): 正极正极(Cu): Zn -2e- = Zn2+ (氧化反应)电极本身失去电子.Cu2+2e- = Cu(还原反应)电解质溶液中的阳离子得子.Cu2+ Zn= Cu+ Zn2+ 或 Zn+ CuSO4=ZnSO4+Cu 注: 得失电子相等, 总反应式:两式相加负极：负极：2 Al+ 8OH6e- =2Al O2 +4H2O 正极：正极：

5、6H+ + 6 e- =3 H2总：总：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2 稀 硫 酸负极：负极： Mg 2e- = Mg2+ 正极：正极： 2H+ + 2e- = H2总：总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 不同的介质不同的介质 不同的电极反应不同的电极反应 负极：负极： Fe 2e- = Fe2+正极：正极： 2H+ + 2e- = H2总：总：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 稀稀 硫硫 酸酸FeCu稀 硫 酸FeCuNaCl溶液溶液负极：负极： 2Fe 4e- = 2Fe2+正极：正极： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-总：总：2Fe

6、 + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 不同的介质不同的介质 不同的电极反应不同的电极反应负极：负极： Cu 2e- = Cu 2+ 正极：正极： 4H+ +2NO3 + 2 e- = 2NO2 + 2H2O总：总：Cu + 4H+ +2NO3= 2NO2 + Cu 2+ + 2H2O稀H2SO4负极：负极：2 Al 6e- =2Al 3+ 正极：正极： 6H+ + 6e- =3 H2总：总：2Al + 6H+ = 2Al 3+ + 3H2 【小组讨论小组讨论】根据根据Zn+Cu2+=Zn2+Cu设计一个铜、锌原电池。设计一个铜、锌原电池。指出所选用的电解质溶液，写出该原电池的两电极指

7、出所选用的电解质溶液，写出该原电池的两电极反应式、总反应式。画出原电池的构造图。反应式、总反应式。画出原电池的构造图。正极正极（铜电极）：（铜电极）：还原还原反应反应 Cu2+ + 2e- = Cu 负极负极（锌电极）：（锌电极）：氧化氧化反应反应 Zn - 2e- = Zn2+电池总反应：电池总反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+ZnCu CuSO4 练习：练习： 利用利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计一设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。个原电池，画出示意图，写出电极反应。正极：正极：2Fe32e- =2Fe2+ 负极：负极：Cu-2e- =Cu2+CCu FeCl3

8、4.利用原电池原理设计新型化学电池；利用原电池原理设计新型化学电池；2.加快氧化还原反应速率，如实验室用粗锌与加快氧化还原反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；硫酸反应制取氢气；1.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；原电池的主要应用：原电池的主要应用：3.解释某些化学现象解释某些化学现象练习练习: X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中四种金属片进入稀盐酸中,用导用导线连接线连接,可以组成原电池可以组成原电池,实验结果如下图所示实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_ZYXW(2)比较反应速率比较反应速率例例2 ： 下列制氢气

9、的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A. 纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）原电池原理应用：原电池原理应用：(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶

10、液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：原电池原理应用：(5)原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用例例6：市场上出售的：市场上出售的“热敷袋热敷袋”的主要成分为铁屑、的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋热敷袋”启启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开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。现有大量铁锈存在。 “热敷袋热敷袋”是利用是利用 放出热量。放出热量。2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 。3