原电池的工作原理 高二化学人教版（2019）选择性必修1

1.从实际应用的角度认识化学能与电能的相互转化。2.能分析、理解原电池的工作原理，能设计简单的原电池。3.了解盐桥的作用，了解双池原电池的优点。第2节化学能转化为电能-电池学习目标第1课时原电池的工作原理知识回顾构成原电池的条件?1、活泼性不同的两个电极；（可为金属和金属，也可为金属和非金属）2、电极必须插入电解质溶液；3、要形成闭合回路。前提：自发进行的氧化还原反应（通常为放热的氧化还原反应）什么是原电池？将化学能转化为电能的装置工作原理负极正极

氧化反应Zn-2e=Zn2+还原反应Cu2++2e-=Cu失得失负氧e-电流阳离子阴离子外电路内电路阳离子→正极阴离子→负极负极→正极e-负极←正极

电流总反应：Zn+Cu2+

＝Zn2++Cu电子不下水离子不上岸带“+”+带“-”-

将锌电极和铜电极分别通过导线与电流计连接,并使锌电极和铜电极不接触,同时浸入到装有硫酸铜溶液的烧杯中，观察电流计指针方向、锌电极变化及其读数的变化。现象:实际:锌片与硫酸铜溶液直接接触，部分锌直接与Cu2+发生置换反应，在锌片上析出铜，使锌与硫酸铜溶液隔开

这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。电流计指针偏转角度逐渐变小直至为零。

用什么办法可避免Cu2+在锌片上也还原析出铜,以延长电池放电时间提高供电效率?设想：把锌电极与CuSO4溶液分开思考:

一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究理论：电流计指针偏转,指示电子是由锌极流向铜极;

锌极变细，铜极变粗，溶液颜色变浅；

探究实验1单液原电池CuSO4溶液CuSO4溶液指针不偏转的原因？指针依旧不偏转的原因？

按课本P12图1-2-2所示,进行装置连接探究实验2

电流计指针偏转,指示电子是由锌极流向铜极有电流通过电路，左边烧杯中锌片溶解；右边烧杯中铜片上有红色固体析出，溶液颜色变浅。有盐桥时现象:由两个半电池组成，锌和锌盐组成锌半电池，铜和铜盐组成铜半电池；每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应，中间通过盐桥连接形成闭合回路。装置特点：双液原电池盐桥中通常装有琼脂凝胶，内含氯化钾或硝酸铵作用：盐桥中的离子能够定向移动。通过盐桥可将两个相互隔离的电解质溶液连接起来，传导电流。（构成闭合回路；平衡电荷；将副反应减至最小程度，最大限度将化学能→电能）什么是盐桥？Cl-K+如何平衡电荷？锌片（负极）Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）锌片（负极）Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）铜片（正极）Cu2++2e-=Cu（还原反应）铜片（正极）Cu2++2e-=Cu（还原反应）电池反应：Cu2++Zn=Cu+Zn2+电池反应：Cu2++Zn=Cu+Zn2+现象分析：Zn片可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu,在锌片上形成原电池，导致化学能内耗；

负极区溶液因Zn2+增加而带正电；正极区溶液因SO42-的相对增加而带负电，致使输出的电流强度减弱。现象分析：两个容器避免锌片和CuSO4反应；盐桥中的Cl-移向了左边烧杯，平衡了因c(Zn2+)增大而带的正电，K+移向右边烧杯平衡了因c(Cu2+)减少而带的负电，使得溶液呈电中性，原电池不断地产生电流。实验探究-对比分析现象：锌片质量减少，铜片上有红色物质析出，铜片质量增加，溶液温度升高。现象：锌片质量减少，铜片上有红色物质析出，铜片质量增加，溶液温度不变。能量转化：化学能转化为电能、热能能量转化：化学能转化为电能单池原电池双池原电池单池原电池与双池原电池对比1、总反应电极反应都

。2、导线中电子流向

。3、阳离子和阴离子流向

。4、装置构成

,效率

。相同相同不同不同相同失负氧，得正还阳离子→“+”极阴离子→“-”极负极正极氧化反应还原反应电解质溶液阳（+）离子移向阴（-）离子移向A带“+”带“-”e-电流简化工作原理图盐桥Cl-K+迁移应用请根据氧化还原反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成原电池。你有哪些可行方案?FeCl3溶液CuCCuSO4溶液

FeCl3溶液ACu

C单液原电池双液原电池CuAlNaOH浓AlMg判断以上三种装置的正负极，并说明原因

二、原电池正负极判断（1）失负氧阳离子（+）→“+”极阴离子（-）→“-”极（2）看电解质溶液①盐溶液、稀酸溶液：活泼性强的为负极。

（谁优先反应谁为负极）②强碱溶液，浓酸（硫酸、硝酸）溶液：谁反应谁为负极。③金属与氧气反应：活泼性强金属为负极，O2为正极