原电池的工作原理

1、判断下列装置是否构成原电池，并思考以下判断下列装置是否构成原电池，并思考以下几个问题。几个问题。 1、原电池是怎样一个装置、原电池是怎样一个装置 2、原电池的构成条件、原电池的构成条件 酒精酒精稀稀H2SO4稀稀H2SO4ABCDECuSO4知识回顾知识回顾1、原电池：把化学能转变为电能的装置、原电池：把化学能转变为电能的装置 2、构成原电池的条件、构成原电池的条件（1）、两种不同的电极）、两种不同的电极（2）、电解质溶液）、电解质溶液（3）、形成闭合回路）、形成闭合回路（4）、有一个能自发进行的氧化还原反应）、有一个能自发进行的氧化还原反应3、原电池的正、负极和电极反应、原电池的正、负极和电

2、极反应电子流入的电极，通常是电子流入的电极，通常是不活泼金属或石墨电极不活泼金属或石墨电极电极电极电子流出的电极，通常是电子流出的电极，通常是活泼金属活泼金属正极：正极：负极：负极：电极反应电极反应正极：正极：还原反应还原反应 2H+2e-=H2负极：负极：氧化反应氧化反应 Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2总反应总反应:设疑设疑若若E中两烧杯中的电解质溶液用能使中两烧杯中的电解质溶液用能使阴阳离子移动的装置连接起来，能否形成阴阳离子移动的装置连接起来，能否形成原电池？原电池？Zn+ Cu2+ Zn2+ + CuCuSO4 溶液溶液用做电源，效率低，时间稍长电流就很快减弱，不适合

3、实际应用。电池两个电极上电池两个电极上都有红色物质生成都有红色物质生成“单液”电池的缺陷电池两个电极上电池两个电极上 都有气泡生成都有气泡生成盐桥制法：盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入将热的琼胶溶液倒入U形管中，形管中，将冷却后的将冷却后的U形管浸泡在形管浸泡在KCl饱和溶液中即可。饱和溶液中即可。2)将将KCl饱和溶液装入饱和溶液装入U形管，形管，用棉花堵住管口即可。用棉花堵住管口即可。盐桥的作用盐桥的作用1）避免两溶液直接接触）避免两溶液直接接触2）连通原电池的内电路）连通原电池的内电路3）平衡溶液中的离子电荷）平衡溶液中的离子电荷Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu“电子从负极流出，流回

4、正极电子从负极流出，流回正极”失电子失电子氧化反应氧化反应得电子得电子还原反应还原反应 盐桥：在盐桥：在U型管中装型管中装满用饱和满用饱和KCl溶液和溶液和琼胶作成的冻胶。琼胶作成的冻胶。 为获得较长时间的稳定电流为获得较长时间的稳定电流,如何将必修如何将必修2中由中由“Zn-稀稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）组成的原电池（如左下图）进行简单改装？进行简单改装？ZnSO4H2SO4AZn CuCuZnH2SO4A原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写1 1、确定原电池正负极，以及两极上发生、确定原电池正负极，以及两极上发生反应的物质，反应的物质，负极发生氧化反应，正极负极发生

5、氧化反应，正极发生还原反应发生还原反应2 2、重视重视介质是否参加反应，介质是否参加反应，注意注意两极得两极得失电子总数相等失电子总数相等3 3、将两极电极反应式、将两极电极反应式相加相加即得原电池的即得原电池的总反应式总反应式 正极（铜电极）：正极（铜电极）： Cu2+ + 2e- = Cu 负极（锌电极）：负极（锌电极）： Zn - 2e- = Zn2+电池反应：电池反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+（总反应）（总反应） 原电池是由两个原电池是由两个半电池半电池组成的；半电池中的组成的；半电池中的反应就是反应就是半反应半反应, ,即即电极反应。电极反应。所以半电池又叫所以半电池又

6、叫电极电极。加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理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用还原性较强的物质(如如:活泼金属活泼金属)作负极作负极,向外电路提供电子向外电路提供电子; 用氧化性较强的物质作正极用氧化性较强的物质作正极,并在正极得到电子并在正极得到电子;2. 原电池在放电时原电池在放电时,负极上的电子经过导线流向正极，而氧化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，两极之间再通过性较强的物质从正极上得到电子，两极之间再通过盐桥盐桥及池及池内内溶液中的阴、阳离子溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电定向运动形成的内

7、电路构成有稳定电流的闭合回路。流的闭合回路。练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，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，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.1()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()负极负极：正极正极：总反应总反应：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2()正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO42354()()负极：

8、负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu一一.原电池原电池1. 定义：把化学能转化为电能的装置定义：把化学能转化为电能的装置2.构成条件构成条件: 两种相连接的活泼性不同的金属同时浸入电解质两种相连接的活泼性不同的金属同时浸入电解质 溶液中（一种可以是非金属导体如碳棒）。溶液中（一种可以是非金属导体如碳棒）。3.原电池的化学原理原电池的化学原理电子从负极（较活泼金属）流向正极（较不电子从负极（较活泼金属）流向正极（较不活泼金属或碳棒），活泼金属或碳棒），负极发生氧化反应，正极发生还原反应。负极发生氧化

9、反应，正极发生还原反应。4.半电池：包括电极材料和电解质溶液，两个隔离半电池：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。的半电池通过盐桥连接起来。 小结小结1、如何在一个地处僻远的、如何在一个地处僻远的 小岛上设置一小岛上设置一 座灯塔？座灯塔？ （从能量角度考虑）（从能量角度考虑）思考讨论思考讨论负极：较活泼的金属（如铝等金属）负极：较活泼的金属（如铝等金属）正极：较不活泼的金属或石墨正极：较不活泼的金属或石墨电解质溶液：海水（电解质溶液：海水（NaCl、MgCl2等等）2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯

10、中，使之平衡；小心棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察溶液，片刻后可观察到的现象是到的现象是( D )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B. 保持平衡状态；保持平衡状态；C. 铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D. 银圈向下倾斜；银圈向下倾斜； 3、已知氧化还原反应、已知氧化还原反应 Cu 2FeCl3 = 2FeCl2 CuCl2，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。CuCl2FeCl3A

11、CuC正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Cu2e - Cu2+2Fe3+2e- 2Fe2+2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2可设计成可设计成铜、锌铜、锌原电池原电池, ,那么能否根据那么能否根据Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu也设计一个也设计一个铜、锌铜、锌原电池呢原电池呢? ?设计一设计一所选用电解质溶液所选用电解质溶液_该原电池的负极该原电池的负极_，负极反应，负极反应_ 正极正极_，正极反应，正极反应_G G CA AB B（注意：（注意：A A、B B原电池即以原电池即以A A、B

12、B为电极材料。）为电极材料。）CuSO4溶液溶液ZnZnZn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=CuCuCu除除Zn+2HZn+2H+ +=Zn=Zn2+2+H+H2 2、Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu两反应两反应外外, ,若保持若保持电极材料电极材料不变，通过改变不变，通过改变电解质电解质溶液溶液, , 你能再设计一个你能再设计一个铜铜. .锌锌原电池吗原电池吗? ?设计二设计二现有试剂：现有试剂： CuSO4溶液、溶液、ZnSO4溶液、溶液、H2SO4溶溶 液、液、NaOH溶液、溶液、FeCl3溶液、溶液、NaCl溶

13、液、酒精溶液、酒精总反应式：总反应式：_选用的电解质溶液为选用的电解质溶液为_相应的半反应：负极相应的半反应：负极_ 正极正极_Zn+2FeZn+2Fe3+3+= =ZnZn2+2+2Fe+2Fe2+2+FeClFeCl3 3溶液溶液Zn-2eZn-2e- -= =ZnZn2+2+2Fe2Fe3+3+2e+2e- -= =2Fe2Fe2+2+根据根据Zn+CuZn+Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu已经设计出了已经设计出了铜、锌铜、锌原电池，若原电池，若保持保持总反应总反应不变不变, , 通过改变通过改变电极材料电极材料, ,你能设计出别你能设计出别的原电池吗？的原电池吗？设计三设计三

14、 GZnZnCuCu硫酸铜负极负极_负极反应负极反应_正极正极_正极反应正极反应_选用的电解质溶液选用的电解质溶液_ZnZnZn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=CuC C或或FeFeCuSO4溶液溶液现有电极材料现有电极材料: :Fe棒、棒、Cu棒、棒、C棒、棒、Zn片、片、Cu片片 设计四设计四现在拓宽范围，请你利用现在拓宽范围，请你利用所提供的试剂、材料所提供的试剂、材料设计各种原电池设计各种原电池。（不能与前面的设计方案雷同，即避免。（不能与前面的设计方案雷同，即避免再设计再设计铜、锌铜、锌原电池和总反应为原电池和总反应为Zn+CuZn+

15、Cu2+2+=Zn=Zn2+2+Cu+Cu的原电池的原电池 ）总反应总反应_ _ 选用的电解质溶液选用的电解质溶液_正极材料正极材料_ _ 正极反应正极反应_负极材料负极材料_ _ 负极反应负极反应_现有试剂：现有试剂： CuSOCuSO4 4溶液、溶液、ZnSOZnSO4 4溶液、溶液、H H2 2SOSO4 4溶液、溶液、 NaOHNaOH溶液、溶液、 FeClFeCl3 3溶液、溶液、NaClNaCl溶液、酒精溶液、酒精现有电极材料现有电极材料:Fe:Fe棒、棒、CuCu棒、棒、C C棒、棒、ZnZn片、片、CuCu片片变形设计变形设计原电池的两极是否原电池的两极是否一定要插入同一池内一

16、定要插入同一池内? ?CuSO4ZnCuZnSO4左图原电池中左图原电池中:负极负极_负极反应负极反应_正极正极_正极反应正极反应_总反应总反应_A A CA AB B原电池要形成闭合原电池要形成闭合回路，往往是将两回路，往往是将两电极插入同一池内电极插入同一池内G G CA AB B设计五设计五请用镁、铝作电极请用镁、铝作电极, ,设计一个原电池设计一个原电池所用电解质溶液 _ 负极_ 负极反应_正极_ 正极反应_总反应 _现有试剂：现有试剂： CuSO4溶液、溶液、ZnSO4溶液、溶液、H2SO4溶溶 液、液、NaOH溶液、溶液、FeCl3溶液、溶液、NaCl溶液、酒精溶液、酒精H2SO4

17、溶溶 液液MgMg-2eMg-2e- -= Mg= Mg2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2AlAlMg+2HMg+2H+ +=Mg=Mg2+2+H+H2 2G G CA AB B设计五设计五请用镁、铝作电极请用镁、铝作电极, ,设计一个原电池设计一个原电池所用电解质溶液 _ 负极_负极反应_正极_正极反应_总反应 _现有试剂：现有试剂： CuSO4溶液、溶液、ZnSO4溶液、溶液、H2SO4溶溶 液、液、NaOH溶液、溶液、FeCl3溶液、溶液、NaCl溶液、酒精溶液、酒精NaOH溶溶 液液MgAl-3eAl-3e- -+4OH+4OH- -= AlO= AlO2 2- -+2H+2H2 2O O2H2H+ +2e+2e-