第一节原电池

1、2022年年2月月16日星期三日星期三第四章第四章 电化学基础电化学基础 格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候 ，人们可以发现她一口整洁的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的这是她富有的标志；另外一颗是不锈钢的这是一次车祸后留下的痕迹。 另人百思不解的是，自从车祸后，格林太太经常头痛，夜间失眠、心情烦躁医生绞尽脑汁但格林太太的病情仍未好转 一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因。化学家发现了什么？你能为格林太太开一个药方吗化学家发现了什么？你能为格林太太开一个药方吗 ？请你当医生复习回顾复习回顾1、原电池是、原电池是_的装置。的装置。原电池反应的本质是原电池反

2、应的本质是_反应。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应2、如右图所示，组成的原电池：、如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H2SO4时：时：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_,该反应该反应是是_(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（2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时： Zn电极电极是是_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；C

3、u电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,该反应该反应_反应反应.负负Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正2H+ +2e- =H2还原还原负负Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正Cu2+ + 2e - = Cu还原还原氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e- =H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H+2e- =H2Zn-2e- =Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）离子方程式）（化

4、学方程式）（化学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子外电路外电路内电路内电路阴离子阴离子上图是我们在必修上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且硫酸的原电池，如果用它做电源，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时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这这是什么原因造成的呢？是什么原因造成的呢？造成的主要原因造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就

5、增加了电池气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。一、原电一、原电 池的工作原理池的工作原理有没有什么改进措施有没有什么改进措施？ 等盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触接触。（2 2）平衡电荷。）平衡电荷。注意注意:电解质溶液不能与电解质溶液不能与盐桥中的盐桥中的溶液反应溶液反应产生沉淀产生沉淀.二、原电池的构成条件二、原电池的构成条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一

6、：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需与电解质溶液发生形成条件二：电极需与电解质溶液发生自发的氧化还原反应；自发的氧化还原反应；形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）可以可以复习回忆复习回忆 （1）有两种活动性不同的金属（或一）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极种是非金属单质或金属氧化物）作电极 （4）两个电极与电解质溶液形成）两个电极与电解质溶液形成闭合电路闭合电路 （3）至少有

7、一个电极在电解质溶液）至少有一个电极在电解质溶液中能自发进行氧化还原反应中能自发进行氧化还原反应组成原电池的条件组成原电池的条件 （2）要有电解质溶液）要有电解质溶液,且电极要插且电极要插入电解质溶液中入电解质溶液中根据前面知识，你知道了格林太太的病因吗？应该如何对症下药？请你当医生 原电池的正负极的判断方法原电池的正负极的判断方法 微观判断微观判断（根据电子流动方向（根据电子流动方向）电子流出的极电子流出的极电子流入的极电子流入的极负极负极正极正极 较活泼的电极材料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质量增加的电极质量增加的电极质量减少的电极质量减少的电极负极负极正极正极正极

8、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发生氧化反应的极发生氧化反应的极发生还原反应的极发生还原反应的极宏观判断宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极根据原电池电极 发生的反应发生的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：负极负极正极正极ABCD正极正极ZnCuCuFe负极负极CuZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl 练习练习1.利用原电池原理设计新型化学电池；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改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制

9、取氢气；反应制取氢气；3.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。而受到保护。如在铁器表面镀锌。三、原电池的主要应用三、原电池的主要应用5.解释某些化学现象解释某些化学现象(1)比较金属活动性强弱比较金属活动性强弱例例1下列叙述中，可以说明金属甲比乙活下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有溶解，甲上有H2气

10、放出气放出B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；C(2)比较反应速率比较反应速率例例2 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A.纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）(3)比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例例3下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到片腐蚀由快到

11、慢的顺序是慢的顺序是(5) (2) (1) (3) (4)(4)判断溶液判断溶液pH值变化值变化例例4 在在Cu-Zn原电池中，原电池中，200mLH2SO4 溶液的溶液的浓度为浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，若工作一段时间后，从装置中共收集到从装置中共收集到 0.168L升气体，则流升气体，则流过导线的电子为过导线的电子为 mol,溶液的溶液的pH值变值变 ？（溶液体积变化忽略不计）？（溶液体积变化忽略不计）大大0.015(5)原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用例例5：市场上出售的：市场上出售的“热敷袋热敷袋”的主要成分为铁屑、的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠

12、和水等。炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋热敷袋”启启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。现有大量铁锈存在。1)“热敷袋热敷袋”是利用是利用 放出热量。放出热量。2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是:3)加入氯化钠的主要作用是加入氯化钠的主要作用是:4)木屑的作用是木屑的作用是:铁被氧化铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用

13、使用“热敷袋热敷袋”时受热均匀时受热均匀1. 1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu2.2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的电解质溶液的 pHpHA.A.不变不变 B B先变大后变小先变大后变小 C C逐渐变大逐渐变大 D.D.逐渐变小逐渐变小C练习练习3.把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若导线两两相连

14、组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连相连时，时，c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为到弱的为 Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是溶

15、液，片刻后可观察到的现象是 D A. 铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B. 保持平衡状态保持平衡状态C. 铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜拓展练习拓展练习1、若烧杯中溶液为稀硫酸，则、若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象观察到的现象 两极反两极反应式为：正极应式为：正极 ；负；负极极 。该装置将。该装置将 能转化为能转化为 能。能。2、若烧杯中溶液为氢氧化钠溶、若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为液，则负极为 ，总反，总反应方程为应方程为 。小小 结结定义定义:（1）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理 原电池原电池把化学能转化成电能的装置。把化学能转化成电能的装置。2、原电池的工作原理、原电池的工作原理较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从较活泼的金属电子从较活泼的金属(负极负极)通过外电路流向较不活泼的金属通过外电路流向较不活泼的金属(正极正极)。 负极 正极电子流向电子流向电流流向电流流向（2 2）形成原电池的条件形成原电池的条件（3）原电池的正负极的判断方法）原电池的正负极