【风向标】年高考化学 第四章 第一节　原电池课件 新人教选修4

第四章电化学基础第一节原电池一、原电池氧化还原

1.原电池原理(以锌铜原电池为例) (1)原电池是利用__________反应原理将化学能转化为电能的装置(如图4－1－1所示)。 图4－1－1(2)实验现象：①有盐桥时电流表指针__________；回到零点②锌片____________；③铜片上有红色物质沉积；

逐渐溶解

④取出盐桥后，电流表指针____________。 (3)锌半电池：锌原子____________，被氧化，锌为负极，即电子流出极，电极反应式为____________________。

为正极，即电子流入极，电极反应式为____________________。偏转失去电子得到电子还原2.原电池形成的条件负极正极

(1)两个活泼性不同的电极：相对活泼的金属作______，较不活泼的金属或非金属作__________。(2)________溶液。电解质闭合氧化还原(3)形成________回路。(4)能自发地发生______________反应。二、电极反应的书写

原电池反应所依据的化学反应原理是氧化还原反应，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，据此书写电极反应。负极：失去电子被氧化，发生氧化反应。正极：得到电子被还原，发生还原反应。总反应：两个半电池的电极反应相加得出原电池的总反应，但要注意得失电子守恒。

原电池的工作原理

1.原电池工作原理是把氧化反应和还原反应分开进行，还原剂在负极上失去电子发生氧化反应，电子通过导线流向正极，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。 2.原电池工作原理分析(锌铜电池) (1)当有盐桥存在时，在ZnSO4

溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失去电子，形成Zn2＋进入溶液；从锌片上释放出的电子，经过导线流向铜片，CuSO4

溶液中的Cu2＋在铜片上得到电子，还原成金属铜并沉积在铜片上。随着反应使ZnSO4

溶液和CuSO4

溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断地产生电流(如4－1－2所示)。图4－1－23.盐桥的作用常见的盐桥：含琼胶的KCl饱和溶液。(1)使原电池装置形成闭合回路，代替两溶液直接接触，使之产生稳定的电流。(2)平衡两个半电池的电荷，使电解质溶液呈电中性。原电池原理的应用1.比较金属活动性强弱(1)在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。(2)电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。2.原电池对反应速率的影响

形成原电池时反应速率比直接接触的反应速率快，如粗锌与稀硫酸反应产生H2

的速率快，因为锌、杂质金属与稀硫酸形成了原电池。在锌与稀硫酸反应时，向稀硫酸中加入少量CuSO4，也同样会加快产生H2

的速率，因为锌、铜(铜单质是锌与Cu2＋反应生成的)与稀硫酸形成了原电池。3.根据原电池原理，把各种氧化还原反应设计成原电池。氧化还还原反反应设设计成成原电电池从理论论上讲讲，任任何一一个自自发的的氧化化还原原反应应，都都可以以设计计成原电电池。。关键键是选选择合合适的的两个个电极极和电电解质质溶液液。1.电电极材材料的的选择择(1)在原原电池池中选选择还还原性性强的的物质质作负负极，，氧化化性强强的物物质作正正极，，电极极材料料的选选择的的原则则是必必须能能导电电。(2)几种种常见见的电电极①活泼泼性不不同的的两种种金属属，如如铜锌锌原电电池中中的铜铜、锌锌两种种金属；；②金属属与非非金属属，如如锌锰锰干电电池中中的锌锌和石石墨；；③金属属和化化合物物，如如铅蓄蓄电池池中金金属Pb和和氧化化铅；；④惰性性电极极，如如氢氧氧燃料料电池池中的的铂电电极。。2.电电解质质溶液液的选选择电解质质是使使负极极放电电的物物质。。因此此电解解质溶溶液一一般要要能够够与负负极极发发生生反反应应。。或或者者电电解解质质溶溶液液中中溶溶解解的的其其他他物物质质(如如空空气气中的的氧氧气气)能能与与负负极极发发生生反反应应。。但但如如果果两两个个半半反反应应分分别别在在两两个个容器器中中进进行行(中中间间连连接接盐盐桥桥)，，则则左左右右两两个个容容器器中中的的电电解解质质溶溶液液选择择与与电电极极材材料料相相同同的的阳阳离离子子。。设计思路实例①以自发的氧化还原反应为基础②把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应3.设设计计思思路路：：原原电电池池的的设设计计一一定定要要满满足足形形成成原原电电池池的的条条件。。其其设设计计的的具具体体步步骤骤如如下下表表所所示示：：设计思路实例③以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液负极材料：Cu正极材料：石墨或比Cu不活泼的其他金属(汞除外)电解质溶液：FeCl3

溶液④画出示意图续表表原电电池池的的基基本本理理论论【例例1】(2010年广广东东理理综综，，双双选选)铜锌锌原原电电池池(如如图图4－1－3)工工作时，，下列叙叙述正确确的是()。图4－－1－3名师点拨拨：原电池工工作时，，负极失失去电子子，发生生氧化反反应，电子经外外电路由由负极流流向正极极；正极极得到电电子，发发生还原原反应。。由内电路路离子的的定向移移动，盐盐桥中阳阳离子移移向正极极，阴离离子移向负极。。答案：BC1.(2011年广东中中山检测测)下列各装装置能组组成原电电池的是是()。解析：A中两个电极都都是Zn，活泼性性相同，无法法形成原电池；B中满足原电池池的形成条件件，可形成原原电池；C中酒精是非电解质，，在水溶液中中不存在自由由移动的离子子，也不能形形成原电池；D中没有形成闭闭合回路，也也不能形成原原电池。答案：B电极判断、电电极反应及总总反应式的书书写【例2】已经广泛应用于电子仪仪表上的银锌锌电池是在壳壳内一端充入Ag2O和活性石石墨组成的材材料，在另一一端填充Zn－Hg合金组组成的活性材材料，电解质质溶液为浓KOH溶溶液，它的电电(1)原电池池的负极材料料是______________。(2)写出两两极的电极反反应：________________________________________________________________________。2.(1)Cu、Fe作作两电极，，稀硫酸作电电解质溶液的的原电池中：：Cu作______极，，Fe作______极极，电极反____________________，正极____________________，电池反应为：________________________________。(2)如将稀稀硫酸改为浓浓硝酸：Cu作______极，，Fe作______极极，电极反__________________，正极__________________，电池反应为____________________________________。解析：(2)在浓硝酸中，，Fe发生钝化，而而Cu可溶于浓硝酸酸，此时Cu比Fe容易失去电子子，因此Cu为负极极。 【例3】X、Y、Z、W4块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。X、Y相连时，X为负极；Z、W相连时，电流方向W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡；W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断4种金属的活动性顺序是()。B.Z>X>Y>WC.X>Y>Z>WD.Y>W>Z>X名师点拨：在原电池中，，活泼金属作作原电池的负负极，不活泼的金属作原原电池的正极极。电子由负负极经导线流流向正极，与与电流的方向相反反。因此，X、Y相连时X为负极，则活活泼性：X>Y；Z、W相连时电流方方向是W→Z，则活泼性：：Z>W；X、Z相连时Z极上产生大量量气泡，X为负极，则活活泼性：X>Z；W、Y相连时，W极发生氧化反反应，Y为正极，则活活泼性：W>Y。综上所述，，可以得出金金属的活动性性顺序是X>Z>W>Y。答案：A3.把A、、B、C、D四块金属属泡在稀H2SO4中，用导线两两两相连可以组成成各种原电池池。若A、、B相连时时，A为负负极；C、D相连，D上有气泡泡逸出；A、、C相连时时A极减减轻；B、D相连，电流方向向B→D。。则四种金属属的活泼性顺顺序由大到小小排列为()。CA.A＞B＞C＞DC.A＞C＞D＞BB.A＞C＞B＞DD.B＞D＞C＞A有关原电池池的简单计计算【例4】把锌片、铜铜片连接后后浸入硫酸酸溶液中，，构成了铜铜锌原电池，，工作一段段时间后，，锌片的质质量减少了了3.25g，，铜片表面析析出氢氢气__________L(标标准状状况)，导导线中中通过过__________mol电子。。2mol65g3.25g22.4LVx电子守恒法法是较常用的一种解解计算题的的方法，其其依据是氧氧化剂与还原原剂得失电电子数目相相等。计算算时可由电电极反应式式中的氧化剂(或还原剂)与得到(或失去)电子之间间的关系进进行计算。。解得：