选修四4.1《原电池》

第一节

原电池原电池及其工作原理：1.定义：化学能转化为电能的装置为原电池。从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池；２.电极名称：原电池相对活泼的电极为负极相对不活泼的电极为正极3.电极反应：原电池负极：正极：失电子的氧化反应得电子的还原反应4.原电池的形成条件（4）形成闭合回路。（1）能自发地发生的氧化还原反应：①电极和电解质溶液②两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）（2）电解质溶液：参与电极反应或构成内电路（3）两导体作电极：①活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。②两不活泼的导体－石墨或Pt等。（燃料电池电极）5.定向移动方向：电子、电流、离子原电池“负极给出电子，并流向正极”必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应电极反应负极：正极：总反应：Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（氧化反应）（还原反应）(离子方程式）（化学方程式）6.电极反应式及总反应例1.下列哪几个装置能形成原电池？ABCDEFMN

CuSO4√√√√例2.在盛有稀H2SO4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()(A)正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大(B)电子通过导线由铜片流向锌片(C)正极有O2逸出(D)铜片上有H2逸出D1.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，此金属可能是()A.MgB.FeC.AlD.CuB2.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C练习：（２）盐桥的作用是什么？可提供定向移动的阴阳离子，使由它连接的两溶液保持电中性，盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。7.双液原电池的工作原理（有关概念）（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出(3)双液原电池的优点：能产生持续、稳定的电流。盐桥的作用：（1）形成闭合回路。（2）平衡电荷。例3.

依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag请回答下列问题：(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是___________；(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为_________________X电极上发生的电极反应为____________________________；(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。铜(或Cu)AgNO3溶液正Ag＋＋e－

=AgCu-2e－

=Cu2＋负(Cu)正(Ag)请将氧化还原反应Cu+2Ag+

=Cu2++2Ag设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置CuCuSO4AgAgNO3利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2

，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液

G

例4、判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。注：电极的判断及电极反应式的书写AFeCl3溶液负极：Cu-2e－

=Cu2+

正极：2Fe3++2e-=

2Fe2+－＋CuCMgAlA＋稀硫酸溶液NaOH溶液＋（稀硫酸）负极:Mg-2e-=

Mg2+

正极：2H++2e-=

H2↑（NaOH溶液）负极：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-方法一：根据电极材料的性质确定。

1.对于金属—金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；

2.对于金属—非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；

3.对于金属—化合物电极，金属是负极，化合物是正极。方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极。注：电极的判断及电极反应式的书写练习：宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH，反应保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的是：（）

A．H2为正极反应物，O2为负极反应物

B．电极反应（正极）：

O2+2H2O-4e-=4OH-

C．电极反应（负极）：

2H2+4OH-+4e-=4H2O

D．负极发生氧化反应，正极发生还原反应D例3.市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是：铁屑、炭粉、木屑与少量NaCl、水等。它在使用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。当使用完后还会发现有铁锈生成。(1)热敷袋使用时，为什么会放出热量？(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？(1)热敷袋使用时，为什么会放出热量？(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。负极：2Fe-4