原电池原理及其运用复习

1、 问题问题:下列装置中，能组成原电池的是下列装置中，能组成原电池的是:( ) 酒精稀H2SO4(A)(B)(C)(D)(E)(F)D、E、FZnCuCuSO4 (aq)H2SO4 (aq) 原电池以原电池以氧化还原反应氧化还原反应为基础，使为基础，使氧化反应氧化反应和和还原还原反应反应分别在分别在两个电极两个电极上进行，从而上进行，从而产生电流产生电流，实现，实现化学化学能能向向电能电能转化的装置。转化的装置。将化学能转化成电能的将化学能转化成电能的叫做原电池叫做原电池. 一、原电池的基础知识一、原电池的基础知识1、概念、概念:2、构成原电池的条件、构成原电池的条件（1）、两种活动性不同的电极

2、）、两种活动性不同的电极（2）、与电解质溶液）、与电解质溶液形成闭合回路形成闭合回路（3）、有能自发发生的氧化还原反应。）、有能自发发生的氧化还原反应。3、原电池中正负极的判断、原电池中正负极的判断活泼性较强金属活泼性较强金属：作负极：作负极练习练习:下列装置是不是原电池下列装置是不是原电池?若是若是,指出正负极指出正负极.溶液溶液溶液溶液溶液溶液 浓浓HNO3AlCu电子电子流出流出的一极的一极发生发生氧化氧化反应反应活泼性较弱一极活泼性较弱一极：作正极：作正极电子电子流入流入的一极的一极发生发生还原还原反应反应小结：原电池正负极的判断方法：小结：原电池正负极的判断方法：（1 1）根据两极的

3、金属活泼性判断）根据两极的金属活泼性判断（2 2）根据电子流动的方向判断）根据电子流动的方向判断（3 3）根据发生的反应判断）根据发生的反应判断 金属性相对活泼金属性相对活泼的一极作的一极作负负极，另一极为极，另一极为正正极；极； 电子流出电子流出的一极为的一极为负负极，极，电子流进电子流进的一的一极为极为正正极；极； 发生发生氧化反应氧化反应的一极为的一极为负负极；发生极；发生还还原反应原反应一极的为一极的为正正极极1.1.形成装置后能看到什么现象？为什么？形成装置后能看到什么现象？为什么？ （2 2）铜片表面有气泡产生。）铜片表面有气泡产生。 因为锌失去的电子经过导线到了铜片上，因为锌失去

4、的电子经过导线到了铜片上，溶液中的溶液中的H H+ +从铜片上得到电子生成从铜片上得到电子生成H H2 2 铜锌原电池铜锌原电池ZnCu 稀稀H2SO4eeee（1 1）电流计指针发生偏转，）电流计指针发生偏转， 因为：电子定向移动形成了电流。因为：电子定向移动形成了电流。2、电极反应、电极反应:负极：负极：Zn-2e=Zn2+正极：正极：2H+2e=H2ZnZn2e2e=Zn=Zn2+2+2H2H+ +2e+2e=H=H2 2 氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极负极正极正极阳离子阳离子失去电子失去电子溶液中阳离子溶液中阳离子得到电子得到电子阴离子阴离子正极正极负极负极4 4、原电池工作原理

5、、原电池工作原理较活泼金属较活泼金属不活泼金属或石墨不活泼金属或石墨CuCuZnZn-ZnZn2+2+H H+ +H H+ +电子沿导线传递，产生电流电子沿导线传递，产生电流SOSO4 42-2- 溶液中，溶液中， 从负极定向移动到正极，从负极定向移动到正极， 从从正极定向移动到负极，形成闭合回路。正极定向移动到负极，形成闭合回路。 5、电极反应式和原电池总反应式的书写、电极反应式和原电池总反应式的书写如何书写原电池的电极反应式？如何书写原电池的电极反应式？负极：负极：正极：正极：电极反应：电极反应：2H2H+ + + 2e- = H+ 2e- = H2 2 失失电子的一极电子的一极, ,发生

6、发生氧化氧化反应反应, ,需判断什么物质发生了氧需判断什么物质发生了氧化反应化反应, ,生成了什么物质，生成了什么物质，还有什么物质还有什么物质参与反应。参与反应。得得电子的一极电子的一极, ,发生发生还原还原反应反应, ,需判断什么物质发生了还需判断什么物质发生了还原反应原反应, ,生成了什么物质，生成了什么物质，还有什么物质还有什么物质参与反应。参与反应。电极反应：电极反应：Zn 2e- = ZnZn 2e- = Zn2+2+总反应：总反应：Zn + 2HZn + 2H+ + = H= H2 2 + Zn + Zn2+2+注意：总反应式注意：总反应式 = 正极反应式正极反应式 + 负极反应

7、式负极反应式（20072007全国全国理综）理综）在盛有稀在盛有稀H H2 2SOSO4 4的烧杯中放入的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（ ） 正极附近的正极附近的SOSO4 422离子浓度逐渐增大离子浓度逐渐增大 B. B. 电子通过导线由铜片流向锌片电子通过导线由铜片流向锌片C. C. 正极有正极有O O2 2逸出逸出D. D. 铜片上有铜片上有H H2 2逸出逸出CuCuZnZn稀硫酸稀硫酸 E E 铜是阳极，铜片上有气泡产生铜是阳极，铜片上有气泡产生F F 铜片质量逐渐减少铜片质量逐渐减少G G 电流从锌片经导线流向铜片电流从

8、锌片经导线流向铜片H H氢离子在铜片表面被还原氢离子在铜片表面被还原D D H H1 1、作电源、作电源问题：问题：用铜、银和硝酸银溶液设计一个原电池，这个电池用铜、银和硝酸银溶液设计一个原电池，这个电池的负极是的负极是 ，电极反应式，电极反应式为为 ， ， 铜铜负极负极: : CuCu -2e-2e- = Cu= Cu2+2+正极正极: : AgAg+ + +e-+e- = Ag= Ag二、原电池原理的运用二、原电池原理的运用 练习练习 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： 2Fe2Fe3+3+ + Cu = Cu + Cu = Cu2+2+ +

9、2Fe + 2Fe2+ 2+ 设计成一个原电池。设计成一个原电池。1、电解液：、电解液： 。2、电极材、电极材料：料： 正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式电极反应式 ： 负极负极: .正极正极: . FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液溶液碳棒碳棒铜铜Cu 2e = Cu2+2Fe3+ + 2e = 2Fe2+常见化学电源常见化学电源（1 1）干电池：）干电池：Zn筒筒 ：作负极：作负极碳棒碳棒：作正极：作正极炭粉炭粉：作填充物：作填充物，氯化铵：，氯化铵：作电解质作电解质MnO2：作氧化剂：作氧化剂（2 2）铅蓄电池：）铅蓄电池：Pb ：作负极：作负极PbO2：作正极：作正

10、极稀硫酸稀硫酸：作电解质溶液：作电解质溶液（3 3）锂电池）锂电池P P100100（4 4）氢氧燃料电池：）氢氧燃料电池：铂电极铂电极 ：作负极、正极：作负极、正极酸或碱溶液：酸或碱溶液：作电解质溶液作电解质溶液H H2 2：作还原剂：作还原剂O O2 2：作氧化剂：作氧化剂若电解质溶液为若电解质溶液为KOHKOH溶液溶液负极负极: 2H: 2H2 2 - 4e- 4e- - + 4OH + 4OH- - 4H4H2 2O O正极正极: O: O2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4eO + 4e- - 4OH4OH- - 总反应总反应：2H2H2 2+ O+ O2 22H2H2 2O O

11、若为酸性或中性介质，试写出电极反应若为酸性或中性介质，试写出电极反应式？式？思考思考: :负极负极：2H2H2 2 - 4e- 4e- - 4H4H+ +正极正极: O: O2 2+ 4H+ 4H+ + + 4e+ 4e- - 2H2H2 2O O（1）化学腐蚀化学腐蚀（2）电化学腐蚀电化学腐蚀2、金属的防护金属的防护P102钢铁的吸氧腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图Fe-2e=FeFe-2e=Fe2+2+2H2H+ +2e=H+2e=H2 2负极负极Fe(- )正极正极C(+)铁的析氢腐蚀铁的析氢腐蚀水膜呈水膜呈酸性酸性。铁的吸氧腐蚀：铁的吸氧腐蚀：水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱。2

12、Fe-4e=2Fe2+O2+2H2O+4e=4OH-负极负极Fe(- )正极正极C(+)铁在潮湿的空气中生锈的原理？铁在潮湿的空气中生锈的原理？（3）金属的防护）金属的防护1 1。 （1 1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀, ,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： , ,正极：正极： ； 若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀，电极反应式为：腐蚀，电极反应式为： 负极：负极： 正极：正极： 。（2）如图如图, , 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2e

13、Fe2e- -FeFe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -4OH4OH酸性酸性析氢析氢Fe2eFe2e- -FeFe2+2+2H2H+ +2e+2e- -H H2 2 金属腐蚀的快慢怎么比较？金属腐蚀的快慢怎么比较？创新设计创新设计P228P2283 3、比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例. .下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.C.将甲乙作电极，将甲乙作电极，CuSOCuSO4 4溶液作电解质溶液组溶液作电解质溶液组成原电池时甲是负极；成原电池时甲是负极；A.A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙甲和乙用

14、导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有溶解，甲上有H H2 2气放出气放出；B.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.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 C）练习练习现有现有A A、B B、C C、D D四种金属，把四种金属，把A A、B B分分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很慢；别浸入稀硫酸中，产生气泡都很慢；把把C C、D D分别浸入稀硫酸中，产生气泡分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很快；把都很快；把A A、B B用导线连接浸入稀硫用导线连接浸入稀硫酸中时，酸中时， A A上有气泡析出；把上有气泡析出；把C C

15、浸入浸入D D的硝酸盐溶液中，的硝酸盐溶液中，C C的表面有的表面有D D析出。析出。这四种金属的活动性顺序由强到弱为这四种金属的活动性顺序由强到弱为C CD DB BA A4 4、比较反应速率、比较反应速率例例. .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C.粗锌和粗锌和 1mol/L 硫酸；硫酸；A.A.纯锌和纯锌和1mol/L 1mol/L 硫酸；硫酸；B.纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；D.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 ）练习：在甲试管中盛有练习：在甲试管中盛有C(HC(H+ +) )为为0.01mol/L0.01mol/L的盐酸，乙、的盐酸，乙、丙、丁三支试管中分别盛有丙、丁三支试管中分别