2023学年完整公开课版《原电池》

第四章电化学基础第1节原电池

视频原电池工作原理导入，归纳总结原电池形成条件、设计原电池、用盐桥改良原电池等几个基本环节，完成了复习基本概念，总结单池原电池的设计思路，总结双池原电池的设计思路，还借助微课形式展示盐桥的作用。接下来探讨原电池电极方程式的书写，原电池的设计，原电池的作用。在课程实施过程中，学生亲手实验，观察现象，提出疑问，自主解答，自主设计，自主评价。在自主提问的过程中推动课的前进，旨在培养学生的动手能力、问题意识，学会实验，学会提问、学会探究、学会设计、学会评价。原电池的工作原理/edu/ppt/ppt_playVideo.action?mediaVo.resId=53d04c7c5aa8e961a5a6981c形成原电池的条件结论：有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极形成原电池的条件一结论：有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极形成原电池的条件二结论：两极相连形成闭合电路形成原电池的条件三结论：一个自发进行的氧化还原反应形成原电池的条件四形成原电池的条件1.原电池是

的装置。

原电池反应的本质是发生_____________反应。（1）有两种活泼性不同的金属(或其中一种为非金属导体)（2）电解质溶液（3）构成闭合回路（4）能自发地发生氧化还原反应将化学能转变为电能氧化还原2.原电池的构成条件：3.原电池正、负极规律

（1）负极——电子

的极。通常是活泼性______的金

属，发生

反应

（2）正极——电子

的极。通常是活泼性

的

金属或非金属导体，发生

反应流出较强氧化流入较弱还原请根据反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计一个单液原电池，并进行实验。CuSO4

溶液电流表指针发生偏转，但不稳定两个电极上都有红色物质生成如何才能得到持续稳定的电流？分析：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Cu2+,铜在锌片表面析出，锌片表面也构成了原电池，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，也就没有电流产生。CuSO4

溶液在原有实验基础上进行改进，设计成一个能产生持续稳定电流的原电池。此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。原电池盐桥微课/edu/ppt/ppt_playVideo.action?mediaVo.resId=54795cc8956ef31d104f4730盐桥的作用：（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。（2）平衡电荷。在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。请同学们思考：上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。ZnSO4溶液CuSO4溶液负极（锌片）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）正极（铜片）：Cu2++2e-=Cu（还原反应）电池反应（总化学方程式）：Zn+Cu2+=Zn2++Cu电池符号：Zn︱ZnSO4‖

CuSO4︱Cu

负极盐桥正极由两个半电池组成原电池的工作原理（1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。①在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。原电池的正负极的判断方法

微观判断电子流出的极电子流入的极——负极——正极较活泼的电极材料较不活泼的电极材料质量增加的电极工作后质量减少的电极——负极——正极——正极——负极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生还原反应的极宏观判断：①根据电极材料②根据原电池电极发生的反应③根据电极增重还是减重④根据电极有气泡冒出：——负极——正极①判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。Cu

CFeCl3溶液负极：Cu

失电子Cu

-

2e-=

Cu2+正极：Fe3+得电子2Fe3++

2e-=

2Fe2+ACu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2先写出总反应：即负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：Cu

+

2Fe3＋=

Cu2＋+

2Fe2＋根据化合价升降判断正负极电极方程式的书写1.简单原电池电极方程式的写法②请写出右边原电池的电极方程式。总反应方程式：负极：Al，失e-

2Al-6e－＝2Al3+2Al3++8OH-=2AlO2-+4H2O负极总反应：2Al+8OH-

－6e－＝2AlO2-+4H2O正极：总反应－负极反应6H2O＋6e－＝6OH—＋3H2↑MgAlNaOH溶液A拆成离子方程式：2Al

+

2OH－+

2H2O

=

2AlO2－+

3H2↑根据化合价升降判断正负极2Al

+

2NaOH

+

2H2O

=

2NaAlO2

+

3H2↑负极总反应:2H2-4e-+4OH-＝4H2O正极:总反应－负极反应总反应：2H2+O2＝2H2O负极:H2失e－4H++4OH-＝4H2O2H2-4e-

＝4H＋O2+2H2O+4e-＝4OH-Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O练习：写出铅酸蓄电池的电极反应：

Pb＋SO42－－2e－＝2PbSO4↓正极：PbO2得电子＋4H＋＋2H2O正极：PbO2＋SO42－＋2e－＝PbSO4↓银锌电池（电解质为KOH）的电池总反应为：

Zn＋Ag2O＝ZnO＋2Ag写出其正、负极反应。

Zn－2e－＝ZnO

＋2OH－＋H2O

Ag2O＋2e－＝2Ag＋H2O＋2OH－负极：正极：原电池的设计①活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极③金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt（电池的电极必须导电）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。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?Cu

Cu–2e-=Cu2+比Cu不活泼的金属或石墨2Fe3++2e-=2Fe