人教版高中化学选修4：化学反应原理 　原电池“衡水杯”一等奖

第一节原电池第一页，共三十三页。原电池的工作原理第二页，共三十三页。一、原电池1.定义：把化学能转变为电能的装置理解：

①外形－－无外加电源

②放热的氧化还原反应才可能被设计成原电池第三页，共三十三页。（可以）（可以）（可以）（不可以）形成条件一：活泼性不同的两个电极判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？第四页，共三十三页。形成条件二：电极需插进电解质溶液中（可以）（不可以）第五页，共三十三页。形成条件三：必须形成闭合回路第六页，共三十三页。（1）有两种活动性不同的金属（或金属与能够导电的非金属）作电极。

（2）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。（4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。小结一：组成原电池的条件第七页，共三十三页。探究上面的7号装置，怎样才能形成原电池呢？第八页，共三十三页。改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？参考教材得出结论盐桥的作用：（1）使整个装置构成闭和回路。（2）使两溶液保持电中性（平衡电荷）。盐桥成分：含琼胶的KCl饱和溶液小结二：盐桥成分，作用及离子流向第九页，共三十三页。

由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+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。第十页，共三十三页。锌铜原电池装置示意图第十一页，共三十三页。指出上述原电池装置的正负极，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）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）

正极（铜片）：Cu2++2e-=Cu（还原反应）电池反应（总化学方程式）：Zn+Cu2+=Zn2++Cu第十二页，共三十三页。二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用1.由组成原电池的电极材料判断一般负极－

的金属正极－

的金属或

导体，以及某些金属氧化物可以理解成：

与电解质溶液反应

练习：Mg-Al-H2SO4中

是正极，

是负极

Mg-Al-NaOH中

是正极

是负极MgAlAlMg

活泼性强活泼性弱非金属负极第十三页，共三十三页。二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断电子－－由

流出，流入

；电流－－由

流出，流入

。负极正极正极负极第十四页，共三十三页。二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断3.根据电极反应类型判断负极－－

电子，发生

反应正极－－

电子，发生

反应失得氧化还原第十五页，共三十三页。二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断3.根据电极反应类型判断4.根据电解质溶液离子移动的方向判断阴离子－向

极移动（负极带正电荷）阳离子－向

极移动（正极带负电荷）负正第十六页，共三十三页。二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断3.根据电极反应类型判断4.根据电解质溶液离子移动的方向判断5.根据电极现象来判断负极－－

；正极－－

；牺牲、溶解增重、气泡第十七页，共三十三页。二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断3.根据电极反应类型判断4.根据电解质溶液离子移动的方向判断5.根据电极现象来判断6.燃料电池中燃料在

反应氧化剂在

反应负极正极第十八页，共三十三页。电子流出的极电子流入的极——负极——正极较活泼的电极材料较不活泼的电极材料质量增加的电极质量减少的电极——负极——正极——正极——负极有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生还原反应的极

②宏观判断：①根据电极材料②根据原电池电极发生的反应③根据电极增重还是减重④根据电极有气泡冒出：——负极——正极（工作后）（工作后）

①微观判断（根据电子流动方向）小结：原电池的正负极的判断方法第十九页，共三十三页。练习⒈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，并写出电极反应式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑第二十页，共三十三页。⑤④(∨)(∨)负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4第二十一页，共三十三页。⑦⑥(×)(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu第二十二页，共三十三页。⑧⑨(×)(∨)负极：正极：总反应：Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑第二十三页，共三十三页。【议一议】原电池的设计设计中需要关注的问题：1、有一个自发进行的氧化还原反应2、要有电极材料3、电解质溶液4、组成闭合回路5、装置第二十四页，共三十三页。

例：利用Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。负极：Fe–2e-=Fe2+

正极：Cu2++2e-=Cu

CuFeCuSO4FeSO4FeCu第二十五页，共三十三页。设计盐桥原电池的思路：还原剂和氧化产物为负极的半电池氧化剂和还原产物为正极的半电池Zn+2Ag+=Zn2++2Ag根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液外电路用导线连通，可以接用电器内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路第二十六页，共三十三页。思考：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?负极：正极：电解质溶液：CuCu–2e-=Cu2+比Cu不活泼的金属或石墨2Fe3++2e-=2Fe2+

Fe2(SO4

)3、FeCl3等若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。第二十七页，共三十三页。正极：负极：H2SO4MgAlNaOHMgAl浓HNO3

AlCu1.判断下列原电池的正负极？AlMgMgAlAlCu(金属活泼性)(Mg不与NaOH反应)(Al发生钝化)随堂检测第二十八页，共三十三页。检测2.写出电极反应式和总反应式H2SO4MgAl正极：负极：(Al)(Mg)Mg－2e-=Mg2+（氧化反应）2H++2e-=H2↑（还原反应）总反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑

CuSO4

FeAg正极：负极：(Cu)(Fe)Cu2++2e-=Cu（还原反应）总反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu

Fe－2e-=Fe2+（氧化反应）第二十九页，共三十三页。3、如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀H2SO4时：Zn电极是____（填“正”或“负”）极，其电极反应为_______________，该反应是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应；Cu电极是______极，其电极反应为___________,该反应是_________反应。负Zn－2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑还原第三十页，共三十三页。（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时：Zn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_________反应.负Zn－2e-=Zn2+氧化正Cu2++2e-=Cu还原硫酸铜溶液第三十一页，共三十三页。4.用铜片、银片、Cu(NO3)