第一节 原电池(上课)

第四章电化学基础第一节原电池氧化反应Zn-2e=Zn2+

铜锌原电池CuSO4溶液失e，沿导线传递，有电流产生还原反应Cu2++2e-=Cu阴离子阳离子总反应：ZnCuZn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu离子方程式化学方程式阳离子原电池原理外电路内电路上面电池的缺点是_______________________。

效率低，寿命短在装置中架上盐桥连通,看有什么现象？电流计指针回到零点。电流计指针偏转。(2)然后取出盐桥，又将看到什么现象?

探究实验4-1p71盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液ZnSO4ZnCuCuSO4A1、确定该原电池的正、负极，并写出原电池中的两个电极反应和电池反应方程式。2、判断电子的流动路线及溶液中阴、阳离子移动趋势？3、盐桥起什么作用？ZnSO4ZnCuCuSO4A负极（锌片）Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）

正极（铜片）Cu2++2e-=Cu（还原反应）电池总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

一、由两个半电池组成原电池的工作原理盐桥的作用：

Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。此装置优点：能稳定长时间放电!知识拓展几个概念

1、原电池是由两个半电池组成的；

2、半电池中的反应就是半反应，即电极反应。

3、半反应（电极反应）涉及同一元素的氧化价态和还原价态：原电池的表示方法：

(-)Zn|Zn2+(C1)‖

Cu2+(C2)|Cu(+)“|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度。氧化态+ne-

还原态1、根据上述原理，为获得较长时间的稳定电流，如何将“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？课堂练习A稀H2SO4锌片铜片ZnSO4ZnCuH2SO4A2、依探究实验4-1的原理，按以下反应设计一个能持续产生电流的原电池装置，画出装置图。

Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgAgNO3AgCuCu(NO3)2A3、下列各变化中属于原电池反应的是A、在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层B、镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化C、红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层D、浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜B二、探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成条件一：活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等（可以）（不可以）形成条件二：电解质溶液中。二、实验探究形成原电池的条件二、探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）可以

（1）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。

（2）电极材料均插入电解质溶液中。

（3）两极相连形成闭合电路。

（4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。二、探究形成原电池的条件ABCDEFMN1.下列哪几个装置能形成原电池？OVXVVXXXXV原电池构成条件典型例题：2.一个电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是（）CABCD正极ZnCuCuFe负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl典型例题：3.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()A.Mg

B.Fe

C.Al

D.CuB4.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH()A.不变B先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小C5.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为A．a>b>c>dB．a>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB6、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；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是DA.铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态C.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7.请根据氧化还原反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成原电池。你有哪些可行方案?CuCu–2e-=Cu2+比Cu不活泼的金属或石墨2Fe3++2e-=2Fe2+

Fe2(SO4

)3、FeCl3等负极：正极：电解质溶液：若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。1.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反应制取氢气；3.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而受到保护。如在铁器表面镀锌。三、原电池的主要应用：5.解释某些化学现象(1)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.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，乙溶解，甲上有H2气放出。B.在氧化–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C(2)比较反应速率D原电池原理应用：例2：下列制氢气的反应速率最快的是A.纯锌和1mol/L硫酸B.纯锌和18mol/L硫酸C.粗锌和1mol/L盐酸D.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液例3：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)原电池原理应用：(3)比较金属腐蚀的快慢(4)判断溶液pH值变化例4：

在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L升气体，则流过导线的电子为————mol,溶液的pH值变_________？（溶液体积变化忽略不计）0.2解得：y＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根据电极反应：正极：负极：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑大

0.015原电池原理应用：(5)原电池原理的综合应用例5：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启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，会发现有大量铁锈存在。“热敷袋”是利用

放出热量。2)炭粉的主要作用是

。3)加入氯化钠的主要作用是

。4)木屑的作用是

。铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀已知反应AsO43－+2I－+2H+

AsO３3－+I2+H2O是可逆反应．设计如图装置，进行下述操作：(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；(Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加40％NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转．试回答：(1)两次操作过程中指针为什么会发生偏转?答：

。(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反?试用平衡移动原理解释此现象．答：____________________________________________________。(3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反应为

。(4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反应为

。

这是原电池，指针偏转是由于电子流过电流表

B中加盐酸，AsO43—发生得电子反应为正极；而当加入NaOH后，AsO33—发生失电子反应，为负极；2I——2e—=I2

AsO33——2e—+2OH－

=AsO43—+H2O

拓展练习（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是：

两极反应式为：正极

；负极

。该装置将

能转化为

能。（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为

，总反应方程式为

。镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转。2H++2e—=H2↑Mg－2e—=Mg2+

化学电Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑小结１定义:（1）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理原电池把化学能转化成电能的装置。2、原电池的工作原理较活泼的金属发生氧化反应,电