原电池的工作原理课件高二上学期化学人教版选择性必修1-1

第四章化学反应与电能第一节原电池第1课时原电池的工作原理

原电池的构造

原电池1、定义：将_________转变成_______的装置。化学能电能2、本质：有自发的氧化还原反应。e－AZnCuSO42－H+H+正极负极

(氧化反应)(还原反应)

原电池的构成条件

①两种活泼性不同的电极（如：两种金属或非金属导体）

②电解质溶液（溶液或者熔融）

③

电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路

④能自发进行氧化还原反应CuZn---Zn2+H+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑氧化反应还原反应负极正极SO42-发生溶解产生气泡原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑宏观微观氧化还原外电路负极

沿导线

正极电子流向：电流方向：正极

沿导线

负极内电路阳离子正极阴离子负极【正正，负负】注意：电子不下水，离子不上岸任务一、单液原电池的构造1、在如图所示的8个装置中，属于原电池的是(

)

A.④⑦ B.③④⑤C.②④⑧ D.①⑤⑥

习题A原电池正负极的判断方法电极材料反应类型电子流向电极现象离子移向负极正极较活泼金属较不活泼金属或能导电的非金属

氧化反应

还原反应

电子流出

电子流入e-不断溶解质量减小电极增重或有气体产生阴离子移向阳离子移向e−Zn2+Cu2+负极正极总反应Zn−2e−

=Zn2+Cu2+＋2e−

=Cu

Zn＋Cu2+=Zn2+＋Cu预测现象负极正极电流表锌片逐渐溶解变薄Cu片上有红色物质析出电流表指针发生偏转−+

习题写出原电池的总反应式，电极反应式，标出电子转移，离子迁移方向；并预测观察到的现象。预测的现象实验观察到的现象任务二、探究单液原电池的不足锌片逐渐溶解铜片上有红色物质析出电流表指针发生偏转锌片表面有红色物质生成铜片上有红色物质析出电流表指针先发生偏转后，示数逐渐减小任务二、探究单液原电池的不足请你思考！“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减”的原因。①

锌与CuSO4溶液直接接触，可发生置换反应，导致部分化学能转为热能。②

工作时，锌片上也有Cu析出，Cu附着，阻止Zn2+进入溶液，导致电子不能完全输送到铜片上，使电流减小解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触如何改进实验装置，获得持续稳定的电流呢？任务三、掌握双液原电池的原理ACuZnCuSO4溶液AZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCu没有电流

加一个合适的“桥梁”沟通两种电解质溶液AZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCu有电流盐桥【思考】负极区域应该用什么电解质溶液呢？两个溶液间缺少离子导体无法形成闭合回路盐桥：①成分：装有含饱和盐溶液的琼脂（如KCl）

②特点：

盐桥中的K+、Cl−

可以自由移动；③作用：形成闭合回路；平衡电荷，使溶液呈电中性；避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。任务三、掌握双液原电池的原理任务三、掌握双液原电池的原理K＋Cl-e-Zn2+ZnCu2＋Cu负极正极含负极对应金属离子的盐溶液

含正极对应金属离子的盐溶液

总反应：Zn+

Cu2+＝Cu

+Zn2+K+

向正极移动Cl−

向负极移动负极(氧化反应)：Zn−2e−=Zn2+

正极(还原反应)：Cu2+

+2e−

=

Cu外电路：电子导电e−e−e−Am+Bn−内电路：离子导电【模型深化】双液原电池的工作原理发生氧化反应发生还原反应负极正极电解质(溶液或熔融态)

盐桥把氧化反应和还原反应完全分开在不同区域进行，通过盐桥连接，从而提高能量转化效率，获得持续的电流，原电池可对外输出电能。思考：某原电池总反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含KCl饱和溶液的琼脂吗？不可以。因为AgNO3溶液能和KCl溶液反应生成AgCl沉淀。盐桥中可以是装有含KNO3饱和溶液的琼脂。任务三、掌握双液原电池的原理习题利用反应Cu+2Ag+══2Ag+Cu2+设计了如图所示的原电池。回答下列问题。(1)该原电池的负极材料是

,发生

(填“氧化”或“还原”)反应;

(2)X是

,Y是

;

(3)正极上出现的现象是

;

(4)在外电路中,电子从

极流向

极。

铜氧化CuSO4溶液[CuCl2、Cu(NO3)2等可溶性铜盐溶液也可]银棒上有银白色物质析出AgNO3溶液Cu

Ag

习题2.为了验证a、b、c三种金属的活动性顺序进行如下实验:①将金属片a、b插入稀硫酸中，用导线将它们与电流表相连，发现a是负极;②用金属片b、c换a、b后重复上述实验，发现c是正极。则a、b、c三种金属的活动性由强到弱的顺序为。课本102页a＞b＞c3.100mL2mol/L硫酸和过量的铁片反应，为加快反应速率，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施有（）①多加几块铁片

②再加入5mL2mol/L硫酸

③改用98%的浓硫酸

④加入少量碳酸钠固体

⑤加入少量CuSO4固体⑥铁片改为铁粉A．①⑤ B．⑤⑥ C．③⑥ D．④⑤B4、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有含KCl饱和溶液的琼胶）构成一个原电池（如下图）。以下有关该原电池的叙述正确的是(

)①在外电路中，电子由铜电极流向银电极②正极反应为Ag++e−

＝Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应

与该原电池反应相同A.只有①②B.①②④C.只有②③D.①③④B

习题

习题5.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(

)A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO42－)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡C6、（安徽高考题）高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为

Zn

+

Br2＝ZnBr2

。下列说法错误的是（

）A．电极M为正极B．负极的电极反应式为

Zn

−

2e−＝Zn2+C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小D．每转移2

mol

电子，理论上有

1

molZn2+通过离子交换膜C

习题7.根据原电池工作原理，将下列氧化还原反应设计成原电池：2Fe3++2I−==2Fe2++I2

要求：（1）分别写出氧化反应和还原反应。（2）根据原电池构成要素，选择合适的物质或材料，并画出原电池

的工作原理示意图。

习题（2）（1）氧化反应：2I--2e-I2还原反应：2Fe3++2e-2Fe2+石墨石墨（2）只允许K+或Cl-通过的隔膜（1）氧化反应：2I--2e-I2还原反应：2Fe3++2e-2Fe2+2Fe3++2I−==2Fe2++I2

习题特例实际与溶液反应的电极为负极CuFe浓HNO3AlMgNaOH溶液2Al-6e-+8OH-=2[Al(OH)4]-

6H2O

+6e-=