人教版高中化学选修4：化学反应原理 　原电池 市赛一等奖

第一节原电池第一页，共二十二页。实验:将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象第二页，共二十二页。[实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，电流表的指针发生偏转。[实验结论]：导线中有电流通过为什么会出现上面的现象？第三页，共二十二页。二、原电池的构成条件一、原电池：是将化学能转化为电能的装置第四页，共二十二页。1.两种不同的金属（或一种金属与石墨或金属氧化物）做电极2.用导线相连（或直接接触）形成闭合回路3.电极插入电解质溶液里4.能自发进行氧化还原反应第五页，共二十二页。练习一：下列哪几个装置能形成原电池？ABCDEFMNCuSO4√√√√第六页，共二十二页。CuZn---Zn2+H+H+Zn-2e－=

Zn2+2H++2e－=

H2↑氧化反应还原反应负极正极电子沿导线传递，产生电流阳离子失去电子溶液中阳离子得到电子阴离子正极负极SO42-活泼金属不活泼金属或石墨三.简单原电池的工作原理：外电路内电路A第七页，共二十二页。原理总结：1.电路：外电路内电路失电子的一极向得电子的一极（从负极到正极）与电子流动方向相反（从正极到负极）阴离子流向负极阳离子流向正极2.电极：电子流入的一极电子流出的一极3.电极反应式：正极：2H++2e-＝H2↑负极：Zn－2e-＝Zn2+4.总反应式：Zn+2H+

＝Zn2++H2↑电子流向：电流流向：负极：正极：第八页，共二十二页。练习二(2011年高考全国理综卷)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D第九页，共二十二页。写出下面原电池的电极反应方程式负极：Zn-2e-=Zn2+正极：Cu2++2e-=Cu电池总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

CuSO4

溶液AZn第十页，共二十二页。CuSO4

溶液AZn为什么电流表读数不断减小？

因为铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形成了原电池，产生的电流并没有经过电流表，所以电流表的读数不断减小。当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能发生原电池反应，所以最后无电流产生。CuSO4

溶液AZn一段时间后我们设计原电池时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。如下图所示的原电池装置第十一页，共二十二页。CuZnZnSO4溶液CuSO4溶液Zn2+SO42-A实验设计SO42-

Zn2+1.安培表指针会偏转吗？为什么2.怎样构成闭合回路？第十二页，共二十二页。盐桥四、盐桥原电池的构成和反应原理第十三页，共二十二页。改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥成分及在此的作用是什么？参考教材P72得出结论盐桥的作用：

(1)使整个装置构成闭合回路。

(2)使两溶液保持电中性（平衡电荷）。盐桥成分：含琼胶的KCl饱和溶液第十四页，共二十二页。SO42－Zn2+e－e－SO42－Cu2+K+盐桥工作示意图CuZnK+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－Cl－K+K+Cl－K+K+K+Cl－Cl－K+Cl－Cl－Cl－第十五页，共二十二页。1、原理分析总结：

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。

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。第十六页，共二十二页。锌半电池铜半电池电极反应：负极：正极：总反应：

Cu2++2e-=CuZn－2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++Cu锌铜原电池（盐桥）ZnSO4溶液CuZnCuSO4溶液盐桥第十七页，共二十二页。2、加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：半电池中：还原性强的材料作负极，失电子被氧化另半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原外电路中：电子由负极经导线流向正极内电路中：两极之间通过盐桥构成闭合回路。第十八页，共二十二页。优点：1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，增加了原电池的使用寿命。2.离子在盐桥中作定向移动，使离子移动更加有序，电流持续稳定，提高了原电池的使用效率。相同点：电极反应本质相同

不同点：构造不同

第十九页，共二十二页。(高考真题）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，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。CuAgNO3正XAgCu–2e-