原电池市赛一等奖

第四章电化学基础第一节原电池人教版选修4·化学反应原理§1原电池§2化学电源§4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础§3电解池氧化还原反应化学能转化为电能，自发进行电能转化为化学能，外界能量推动知识结构一、原电池回顾旧知1、原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是_______________反应。将化学能转化为电能氧化还原反应2、如图所示，当电解质溶液为CuSO4溶液时：n电极是____极，其电极反应为______________，该反应是________反应；Cu电极是____极，其电极反应为_________________,该反应是_________反应在外电路：电子由_____极经导线流向_____极；在电池内部：Cu2离子向_____极移动，SO42-离子向_____极移动负氧化正还原n－2e-=n2Cu22e-=Cu负正正负（可以）（不可以）3判断下列哪些装置能构成原电池。不能构成的说明原因？（可以）（可以）（可以）（不可以）（可以）（不可以）（2）有两极（常见的是两种活动性不同的金属或金属和石墨。（3）有电解质溶液。（4）形成闭合电路。（1）存在能自发进行氧化还原反应。试总结组成原电池的条件有哪些？一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究提出问题：左图是原电池，如果用它做电源，实际上，锌极上也有金属铜产生，是如何产生的？对电池效率有何影响？如何改进？按如图实验造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池了，也就没有电流在产生。改进措施？将锌片与硫酸铜溶液隔离硫酸锌溶液硫酸铜溶液上述装置构成原电池了吗？为什么？怎样才能构成原电池呢？思考为了避免发生这种现象，设计如下图（书P71图4-1）所示的原电池装置，你能解释它的工作原理吗？盐桥中通常装有含琼胶的Cl饱和溶液此装置优点：能稳定长时间放电盐桥在此的作用是什么？改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？阅读教材72页得出结论盐桥的作用：（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。（2）平衡电荷。在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。n失去电子形成的n2进入nSO4溶液，nSO4溶液因n2增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。由于盐桥（如Cl）的存在，其中阴离子Cl-向nSO4溶液扩散和迁移，阳离子则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与Cl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3等代替Cl作盐桥。上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。负极（锌片）：n－2e-=n2（氧化反应）正极（铜片）：Cu22e-=Cu（还原反应）电池反应（总化学方程式）：nCu2=n2Cu电池符号：n︱nSO4‖CuSO4︱Cu负极盐桥正极（1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。①在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极或它在正极上反应，正极从外电路得到电子。②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。二、由两个半电池组成原电池的工作原理（2）电解质溶液和电极材料的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，通常左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。氧化反应n-2e=n2铜锌原电池电解质溶液盐桥失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H2e-=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H2e-=H2↑n-2e-=n2n2H=n2H2↑nH2SO4=nSO4H2↑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）阳离子外电路内电路强调：原电池的工作原理：三、原电池的设计1、先用双线桥法分析氧化还原反应，根据电子转移情况判断电极反应。2、根据电极反应选取合适的电极材料和电解质溶液。一般的思路

利用FeCu2=Fe2Cu，设计一个原电池CuFeCuSO4（aqFeSO4（aq化合价升高失2e-化合价降低得2e-Cu2Ag=Cu22Ag化合价升高失2e-化合价降低得2e-电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。电极反应式：负极：Cu–2e-=Cu2正极：2Ag2e-=2Ag电解液：CuNO32溶液、AgNO3溶液利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质溶液，写出电极方程式；并画出原电池简意图。CuCCu(NO3)AgNO3该原电池中,盐桥内用什么电解质溶液*选用下列材料,试设计一个能稳定提供电流且电流最强的原电池画出示意简图材料:铁片、镁片、铜片、石墨；同浓度的稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸镁溶液、硫酸铁溶液、硫酸亚铁溶液；导线、灵敏电流计、盐桥等。总结1、复习回忆了原电池的构成。2、进一步了解原电池的反应原理，正确书写简单的电极反应式。3、利用氧化还原反应原理设计了原电池。1、下列装置中电流表指针会发生偏转的是（）CD2、锌铜原电池产生电流时，阳离子（）A移向n极，阴离子移向Cu极B移向Cu极，阴离子移向n极C和阴离子都移向n极D和阴离子都移向Cu极B3、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b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A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b>dD．b>d>c>aB4．由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的L6mol/LH2SO4跟过量锌粉反应，为了加快反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施是A．加热B．加入适量的醋酸钠溶液C．加入适量的硫酸铵固体D．加入少量硫酸铜固体ADC两极附近pH如何变化例2在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是A正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大B电子