第一节原电池

1、第一节第一节 原电池原电池选修4第四章 电化学基础湖南省湘乡市第四中学湖南省湘乡市第四中学 龙威龙威1780年，意大利生物学家伽伐尼年，意大利生物学家伽伐尼(Galvani, L.) 在在做青蛙的解剖实验时发现青蛙有抽搐现象。做青蛙的解剖实验时发现青蛙有抽搐现象。原电池的雏形原电池的雏形病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析病病 例例 分分 析析 你能为她开一个药方吗？你能为她开一个药方吗？ u结论：有两种活泼性不同的金属（或有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极一种是非金属导体）作电极负极：正极：比较活泼的金属比较活泼的金属相对不活泼的金属、石墨等相对不活泼的金属、石墨等结

2、论：电极材料均浸入电极材料均浸入电解质溶液电解质溶液中中结论： 两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路结论： 一个自发进行的氧化还原反应一个自发进行的氧化还原反应 u组成原电池的条件:1、有两种活泼性不同的金属（或一种是有两种活泼性不同的金属（或一种是 非金属导体）作电极非金属导体）作电极2、电极材料均浸入电解质溶液中电极材料均浸入电解质溶液中3、两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路4、一个自发进行的氧化还原反应一个自发进行的氧化还原反应 由于金与铁（钢的主要成分）是活泼性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成了原电池，产生了微小的电流，使得格林太太头痛，因此必须换掉其中的一颗假牙。解

3、决方案解决方案下列哪几个装置能形成原电池下列哪几个装置能形成原电池？CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEnZnZ4OS2H 请写出图片中原电池的电极反应式和电池反应方程式。 负极：（锌片）（锌片） Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应氧化反应正极：（铜片）（铜片） 2H+ + 2e- = H2反应方程式：Zn+2H+=Zn2+H2稀稀H2SO4还原反应还原反应探究实验一探究实验一请根据反应请根据反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个设计一个单液单液原电池，并进行实原电池，并进行实验验。 CuSO4 溶液溶液电流表

4、指针发生电流表指针发生偏转，但不稳定。偏转，但不稳定。两个电极上都有两个电极上都有红色物质生成红色物质生成思考：如何才能得到思考：如何才能得到持续稳定的电流？持续稳定的电流？分析：分析： 由于锌片与硫酸铜溶液直接由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，锌片失去的电子一部分经接触，锌片失去的电子一部分经导线传递到铜片表面，另一部分导线传递到铜片表面，另一部分电子直接传递给硫酸铜溶液中的电子直接传递给硫酸铜溶液中的Cu2+,铜在锌片表面析出，锌片表铜在锌片表面析出，锌片表面也构成了原电池，进一步加速面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面

5、完的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。也就没有电流产生。CuSO4 溶液溶液http:/ 探究实验二探究实验二 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和硫酸铜溶液的烧杯中，硫酸锌和硫酸铜溶液的烧杯中，中间用一盐桥连中间用一盐桥连接接，观察现象。，观察现象。请写出电极反应：请写出电极反应：负极：负极： Zn - 2e- = Zn2+ （氧化反应）（氧化反应）正极：正极： Cu2+ + 2e- = Cu

6、 （还原反应）（还原反应）总电池反应方程式为：总电池反应方程式为：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu盐桥中通常装有含琼盐桥中通常装有含琼胶的胶的KCl饱和溶液饱和溶液.导线传递电子，导线传递电子，沟通沟通外外电路电路；而盐桥则而盐桥则传递传递阴阳离子，阴阳离子，沟沟通通 内内 电 路电 路 。 盐桥盐桥保持保持溶液溶液电中性电中性，两个，两个烧杯中的溶液烧杯中的溶液连成一个通路。连成一个通路。 ZnSO4溶液CuSO4溶液此此原原电池的优点电池的优点：能产生持续、稳定能产生持续、稳定的电流。的电流。 此原电池是由两个此原电池是由两个半电池半电池组成的（锌和锌组成的（锌和锌盐溶液构成锌半

7、电池，盐溶液构成锌半电池，铜和铜盐溶液构成铜半铜和铜盐溶液构成铜半电池）电池）；半电池中的反半电池中的反应就是应就是半反应半反应, ,即即电极电极反应反应, ,所以半电池又叫所以半电池又叫电极电极（不是电极导体）。（不是电极导体）。 将原电池反应中的氧化反应与还原反应将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行，再以适当的分开在两个不同区域内进行，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。流。 小小 结结 探究实验三探究实验三 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别

8、浸入盛有并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和硫酸锌和稀硫酸溶液（与硫酸铜溶液的浓度相同）稀硫酸溶液（与硫酸铜溶液的浓度相同）的烧杯中，的烧杯中，中间用一盐桥连接中间用一盐桥连接，观察并比较产生，观察并比较产生电流强度的大小。电流强度的大小。 结论结论 由于氧化还原反应的本质是电子的转移，而由于氧化还原反应的本质是电子的转移，而原电池反应的结果导致产生了电流，故原电池反应的结果导致产生了电流，故原电池原电池反应的本质就是自发的氧化还原反应反应的本质就是自发的氧化还原反应； 在相同条件下，原电池输出电能的能力，取在相同条件下，原电池输出电能的能力，取决于组成决于组成原电池的反应物的氧

9、化还原能力原电池的反应物的氧化还原能力。实实 验验 设设 计计请利用：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 的反应原理，设计一个能产生电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。练习一练习一Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag化合价升高失化合价升高失2e-化合价降低得化合价降低得2e-电极：负极是电极：负极是Cu，正极可以是，正极可以是Ag或或C等。等。负极：负极：Cu 2e- = Cu2+ 正极：正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag电解质溶液：电解质溶液： AgNO3 或者：或者： Cu(NO3)2 、AgNO3 1、根据氧化还原反应电子转移判断根据氧化

10、还原反应电子转移判断电电极反应极反应。2、根据电极反应确定合适的根据电极反应确定合适的电极材料电极材料和和电解质溶液电解质溶液AgNO3Cu(NO3)2CCu 化合价降低化合价降低 得得2e-Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu化合价升高化合价升高 失失2e-练习二练习二：利用此利用此反应来反应来设计原电池，写出电极反应式。设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图并画出装置图（Fe + CuSO4 = Cu + 2 FeSO4）FeCuFeSO4CuSO4练习三：练习三：利用此利用此反应来反应来设计原电池，写出电极反应式。设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图并画出装置图（Cu + 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）化合价降低得化合价降低得2e-Cu + 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+化合价升高失化合价升高失2e-CuCCuCl2FeCl3离子方程式离子方程式Cu+ 2