化学选修4——原电池

1、第一节第一节 原电池原电池如图所示，组成的原电池：如图所示，组成的原电池：Zn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，）极，其电极反应为其电极反应为_，该反应是，该反应是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同），下同）反应；反应；Cu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,该反应是该反应是_反应。反应。负负Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正2H+ +2e- =H2还原还原知识回顾：知识回顾：一、原电池的概念一、原电池的概念把把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置叫的装置叫原电池原电池 二、二、 构成原电池的条件构成原电池的条件（1）活动性不同的金属（或金属与非

2、金属）活动性不同的金属（或金属与非金属） （2）电解质溶液（酸、碱、盐的溶液）电解质溶液（酸、碱、盐的溶液）（3）构成闭合回路）构成闭合回路（4）能够）能够“自发自发”进行的氧化还原反应进行的氧化还原反应研究下列装置，看看能不能形成原电池？研究下列装置，看看能不能形成原电池？稀硫酸稀硫酸石石墨墨G锌锌稀硫酸稀硫酸锌锌G锌锌硫酸铜硫酸铜铜铜锌锌G甲甲乙乙丙丙丁丁G铜铜锌锌 硫酸铜硫酸铜酒精酒精铜铜锌锌G戊戊己己三、原电池的正负极的判断三、原电池的正负极的判断: 微观判断微观判断（根据电子流动方向（根据电子流动方向）电子流出的电极电子流出的电极电子流入的电极电子流入的电极 正极正极较活泼的电极材料

3、较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料负极负极正极正极 宏观判断宏观判断： 根据电极材料根据电极材料负极负极正极正极发生氧化反应的电极发生氧化反应的电极发生还原反应的电极发生还原反应的电极根据原电池电根据原电池电极发生的反应极发生的反应负极负极根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重 质量增加的电极质量增加的电极工作后工作后 质量减少的电极质量减少的电极正极正极负极负极工作后，有气泡冒出的电极为正极工作后，有气泡冒出的电极为正极根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：五、电子流动方向五、电子流动方向 六、电流方向六、电流方向七、溶液中离子运动方向七、溶液中离子运动方向负极负极 正

4、极正极正极正极 负极负极阴离子阴离子 负极负极 阳离子阳离子 正极正极 标出下列原电池中的正、负极，并标出电子流动方向。标出下列原电池中的正、负极，并标出电子流动方向。 请判断请判断下边原电池的正、负极？下边原电池的正、负极？并写出并写出电极反应式电极反应式问题：问题： 左图是原电池，如果用它做电源，左图是原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？这是什么原因造成的呢？造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，在反应一段时间后，难以液直

5、接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液中有铜离子在锌片表面直接还避免溶液中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少量的铜在锌片表面析出，原，一旦有少量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表面也构成了原电池，即在负极（锌）表面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌进一步加速铜在负极锌表面析出，致使向外输出的电流强度减表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不在弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不在构成原电池了，也就没有电流在产生。构成原电池了，也就没有电流在产生。CuSO4溶液研究下列装置，看看能不能形成原电池？研究下列装置，看看能不能形成原电池？改进后：改进后：在整个装置的电流回路

6、中，溶液中的电流通在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是路是靠离子迁移完成靠离子迁移完成的。的。ZnZn失去电子形成的失去电子形成的ZnZn2+2+进入进入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液因溶液因ZnZn2+2+增多而增多而带正电荷。同时，带正电荷。同时，CuSOCuSO4 4则由于则由于CuCu2+2+ 变为变为Cu Cu ，使得使得 SOSO4 42-2-相对较多而带负电荷。溶液不保相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。流向铜片，造成电流中断。改进后的装置能够持续、稳定

7、的产生电流改进后的装置能够持续、稳定的产生电流的原因：的原因： 由于盐桥（如由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离）的存在，其中阴离子子Cl-向向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子溶液扩散和迁移，阳离子K+则则向向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的溶液扩散和迁移，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间断地进行，一直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。几乎完全沉淀下来。（若电解质溶液与（若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，溶液反应产生沉淀，可用可用NH4NO3代替代替KC

8、l作盐桥。）作盐桥。）盐桥的作用：阴阳离子能在盐桥中定向移动，将氧化剂和还原剂隔开，将两个半电池连接成闭合的回路。由两个半电池组成原电池的工作原理：由两个半电池组成原电池的工作原理： 把氧化反应和还原反应分开在不同区域进把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再通过盐桥连接，从而获得电流。行，再通过盐桥连接，从而获得电流。八、原电池正负极的书写八、原电池正负极的书写练习练习1：请根据氧化还原反应：请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池：设计成原电池：采用烧杯和盐桥装置图。采用烧杯和盐桥装置图。2. 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H23.Fe+2Fe3+=3Fe2+4.Fe+2Ag+=Fe2+2Ag 九九.原电池原理的应用：原电池原理的应用： 应用应用1：加快氧化还原反应速率