原电池及其工作原理

1、电子的定向移动电子的定向移动电子转移电子转移氧化还原反应氧化还原反应ZnZn +2H+ = Zn 2+ +H2 Zn Cu Zn-2e=Zn2+2H+2e=H2化学能如何转化为电能？化学能如何转化为电能？2ee现象：现象：Zn片溶解，片溶解，Cu片冒气泡片冒气泡结论：化学能转化为结论：化学能转化为电能电能结论：化学能转化为结论：化学能转化为热能热能Zn2+H+SO42-正极正极（+） 负极负极（）电能电能负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子，发生子，发生氧化反应氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极在铜极上上得到电子得到电子，发，发生生还原

2、反应还原反应失去的电子失去的电子从从锌极流出锌极流出流入铜极流入铜极. .经外电路经外电路Zn2+H+SO42-电流方向电流方向外电路外电路内电路内电路一般活泼金属和酸碱盐等电解质溶液的反应一般活泼金属和酸碱盐等电解质溶液的反应ZnCuSO4（aq）Cu , ZnCuSO4 （aq）石墨等等石墨等等 负极：负极：Zn2e=Zn2正极：正极：Cu22e=Cu总反应：总反应：ZnCu2=CuZn2缺点：缺点：发热，电流不稳定，衰减快发热，电流不稳定，衰减快能转：能转：化学能转化为电能和热能化学能转化为电能和热能ZnZnCuCuZnSOZnSO4 4e e- -作用：作用：导电形成闭合回路，平衡电荷

3、导电形成闭合回路，平衡电荷盐桥：盐桥：装有含琼胶的装有含琼胶的KClKCl饱和溶液饱和溶液CuSOCuSO4 4K+Cl优点：优点：电流持续稳定电流持续稳定能转：能转：化学能转为电能化学能转为电能装置特点：装置特点：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。过盐桥连接形成闭合回路。双液原电池双液原电池练习练习1 1：在如图所示的：在如图所示的8 8个装置中，属于原电池的是个装置中，属于原电池的是(

4、() )A. B. C. D. 正极正极 负极负极电子流入的一极电子流入的一极较不活泼金属（一般情况）较不活泼金属（一般情况）发生还原反应发生还原反应电子流出的一极电子流出的一极较活泼金属较活泼金属(一般情况）一般情况）发生氧化反应发生氧化反应AZnCuSO42H+H+正极正极负极负极e-e-e-阴离子移向的一极阴离子移向的一极溶解的一极溶解的一极阳离子移向的一极阳离子移向的一极质量增加或放出气体的一极质量增加或放出气体的一极充入燃料的一极充入燃料的一极充入充入O2或助燃剂的一极或助燃剂的一极练习练习2 2：分析如图所示的四个原电池装置，其中结：分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是论

5、正确的是( () )A中中Mg作负极，作负极，中中Fe作负极作负极B中中Mg作正极，电极反应式为作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中中Fe作负极，电极反应式为作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中中Cu作正极，电极反应式为作正极，电极反应式为2H2e=H2 原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断可逆反应与原电池的工作原理可逆反应与原电池的工作原理试回答下列问题：试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么发生偏转？两次操作中指针为什么发生偏转？_。(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。移动原理解

6、释之。_。(3)操作操作过程中过程中C1棒上发生的反应为棒上发生的反应为_。(4)操作操作过程中过程中C2棒上发生的反应为棒上发生的反应为_。(5)操作操作过程中，盐桥中的过程中，盐桥中的K移向移向_烧杯溶液烧杯溶液(填填“A”或或“B”)。1 1、加快氧化还原反应速率：、加快氧化还原反应速率： 例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。1把适合题意的图像填在横线上把适合题意的图像填在横线上(用用A、B、C、D表示表示)。(1)将等质量的两份锌粉将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的

7、稀硫酸，同时向分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的中加入少量的CuSO4溶液，产生溶液，产生H2的体积的体积V(L)与时间与时间 t(min)的的关系是关系是_。(2)将过量的两份锌粉将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向分别加入定量的稀硫酸，同时向a中中加入少量的加入少量的CuSO4溶液，产生溶液，产生H2的体积的体积V(L)与时间与时间t(min)的关的关系是系是_。(3)将将(1)中的中的CuSO4溶液改成溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，溶液，其他条件不变，则图像是则图像是_。试题调研试题调研CBA1 1、加快氧化还原反应速率：、加快氧化还原反应速率： 例如

8、，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。2 2、判断金属活动性的强弱、判断金属活动性的强弱练习：练习：(2012全国高考全国高考)四种金属片两两相连浸四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从相连时，外电路电流从流向流向；相连时，相连时，为正极；为正极；相连时，相连时，上有气泡上有气泡逸出；逸出；相连时，相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是动性由大到小的顺序是()ABCDB1 1、

9、加快氧化还原反应速率：、加快氧化还原反应速率： 例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。2 2、判断金属活动性的强弱、判断金属活动性的强弱3 3、揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀、揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀 生铁比纯铁易腐蚀？生铁比纯铁易腐蚀？生铁中含有碳，可与生铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀。使钢铁遭到腐蚀。 钢铁船身或桥梁上镀锌块可以保护船身不被腐蚀。钢铁船身或桥梁上镀锌块可以保护船身不被腐蚀。（2）根据两极

10、反应选择电极材料及电解质溶液）根据两极反应选择电极材料及电解质溶液（3）按要求画出原电池装置图）按要求画出原电池装置图（1）分析电池总反应，写出两个半反应）分析电池总反应，写出两个半反应练习：请根据以下氧化还原反应设计原电池练习：请根据以下氧化还原反应设计原电池 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+2 Fe3+ 2I 2Fe2+ + I2化化学学电电池池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池氢气、甲醇、天然氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组气、煤气与氧气组成燃料电池成燃料电池铅蓄电池铅蓄电池镍镉电池镍镉电池锂离子电池锂离子电池普通干电池普通干电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池

11、锌银纽扣电池锌银纽扣电池又称充电电池又称充电电池或蓄电池。或蓄电池。1、概念：能够实际应用的原电池、概念：能够实际应用的原电池2、分类：、分类：干电池（干电池（NH4Cl等糊状物为电解质）等糊状物为电解质）普通锌锰电池普通锌锰电池锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2糊糊普通锌锰干电池的结构普通锌锰干电池的结构NH4Cl糊糊(-)ZnNH4Cl+MnO2 C(+)负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+，正极（石墨正极（石墨 ）:2NH4+2MnO2 + 2e-=2NH3+Mn2O3+H2O总反应：总反应：Zn+2NH4+2MnO2= Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O 负极负极(Zn)(Z

12、n)正极正极(MnOMnO2 2) )电池反应：电池反应：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2碱性锌锰电池的优点碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，放电容量、时间比普电流稳定，放电容量、时间比普通锌锰电池增大几倍，不会气涨通锌锰电池增大几倍，不会气涨或漏液。或漏液。碱性电池碱性电池 (-) ZnKOHMnO2 (+)负极负极(Zn)(Zn)：正极正极(Ag(Ag2 2O)O)：总反应：总反应：Zn+ 2OH- -2e- =Zn(OH)2Ag2O +H2O +2e- - =2Ag

13、 +2OH- - Ag2O + Zn +H2O=Zn(OH)2+ 2Ag(-) ZnKOHAg2O (+)充电电池能量转换关系：化学能充电电池能量转换关系：化学能 电能电能放电放电充电充电 (-) PbH2SO4PbO2 (+) 放电过程放电过程负极：氧化反应负极：氧化反应 Pb + SO42- 2e- = PbSO4正极：还原反应正极：还原反应PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 +2 H2O放电过程总反应：放电过程总反应： Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O 充电过程（放电过程的逆过程）充电过程（放电过程的逆过程）阴极：还原反应阴极：还原反应 PbSO4 +2e- = Pb + SO42-阳极：氧化反应阳极：氧化反应 PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ + SO42-充电过程总反应：充电过程总反应：