4.1 原电池-高二化学人教版选修422

化学能和其它形式的能量是可以相互转换的，而且严格遵循能量守恒定律。

化学能与热能可通过化学反应可以直接转换，化学能与电能则必须通过一定的装置转换。

从反应物与电流的关系来区分，电化学反应过程（及其装置）可以分成两类：产生电流的反应（发生在化学电池中，是自发的，向外输送能量）和借助电流而发生的反应(发生在电解池中，有外界输入的能量推动)。

电化学应用广泛，在分析、合成领域应用广泛，由此形成的工业也很多，如电解、电镀、电冶金、电池制造等。

电化学electrochemistry形形色色的电池种类繁多的用电器组织建设第一节原电池第四章

电化学基础发生氧化反应Zn－2e-＝Zn2+

铜锌原电池电解质溶液失e-,沿导线传递，有电流产生发生还原反应2H+＋2e-＝H2↑阴离子移向阳离子移向负极正极

【正极反应】2H+＋2e-＝H2↑【负极反应】Zn－2e-＝Zn2+【电池总反应】Zn＋2H+＝Zn2+＋H2↑Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑（离子方程式）（化学方程式）【电极反应】（氧化反应）（还原反应）1．原电池工作原理一、Cu-H2SO4(aq)-Zn原电池（必修2-单液池）

【实验现象1】锌片溶解、铜片附近有气泡产生，电流计指针偏转。（理论）

【实验现象2】锌片溶解（有少量气泡）、铜片附近有气泡产生，电流计指针偏转。（实际-纯锌）

【实验现象3】锌片溶解（有大量气泡）、铜片附近有气泡产生，电流计指针偏转。（实际-含杂质粗锌）2．原电池实验现象3．原电池的改进

左图是原电池，如果用它做电源，效率比较低，时间稍长电流就很快减弱，不适合实际应用。

（1）这是什么原因造成的呢？

（2）有没有什么改进措施？ACuSO4锌片

铜片还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触能产生电流吗？为什么？怎么解决？（1）盐桥的成分：饱和的KCl溶液和琼脂（2）盐桥的作用：①可使由它连接的两溶液保持电中性。②保障整个电路闭合，维持反应进行。③转移离子，沟通内电路。认识盐桥

【实验4-1】装置如图4-1所示，用一个充满电解质溶液的盐桥，装置有锌片的ZnSO4溶液和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察有什么现象发生。取出盐桥，又发生了什么现象？原电池工作原理示意图电子导体离子导体相同点：氧化还原反应原理；两个电极；都能产生电流；外电路均

是电子的定向移动，内电路均是离子的定向移动。不同点：1．两个半反应在同一区域进行，电流不稳定。

2．两个半反应在不同区域进行，电流持续、稳定。二、（盐桥）双液原电池的工作原理

（1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行锌半电池铜半电池（2）原电池的正负极的判断（3）电解质溶液和电极材料的选择

烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子原电池正负极的判断判断依据电子流向电流流向离子移向电极反应电极现象电极材料负极正极较活泼金属较不活泼金属（非金属）电子流出电子流入电流流入电流流出阴离子移向阳离子移向氧化反应还原反应电极减轻电极增重或有气泡产生

正

（3）外电路中的电子从______________电极流向______________电极。

判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。

负极：Cu－2e-＝Cu2+正极：2Fe3+

＋2e-＝2Fe2+

Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2先写出总反应：拆成离子方程式：Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋2Fe2＋根据化合价升降判断正负极三、电极方程式的书写1．简单原电池电极方程式的写法CuCFeCl3溶液总反应方程式负极：2Al－6e－＝2Al3+2Al3+＋8OH-＝2AlO2-＋4H2O负极总反应：2Al＋8OH-

－6e－＝2AlO2-＋4H2O正极：总反应－负极反应6H2O＋6e－＝6OH—＋3H2↑离子方程式2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑根据化合价升降判断正负极2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑NaOH溶液Mg

Al2．复杂原电池电极方程式的书写1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液利用Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu，设计一个原电池

【科学探究】原电池的设计FeSO4FeCuCuSO4ACuSO4FeCu利用反应Zn＋2FeCl3＝2FeCl2＋ZnCl2

设计出原电池，并写出电极反应

G

Zn

PtFeCl3溶液负极：Zn－2e-＝Zn2+（氧化反应）正极：2Fe3+＋2e-＝2Fe2+（还原反应）盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液

G

1．利用原电池原理设计新型化学电池2．改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气3．进行金属活动性强弱比较4．保护金属不受腐蚀，即将金属作为原电池的正极而受到保护四、原电池原理的应用5．解释某些化学现象

B2．把a、b、c、d四块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池．若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极．则这四种金属的活动性顺序由大到小为（

）

A．a＞b＞c＞d

B．a＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞d

D．b＞d＞c＞aB3．（2021·安徽·高二月考）NO2是大气的主要污染物之一，某研究小组设计如图所示的装置对NO2进行回收利用，装置中a、b均为多孔石墨电极。下列说法