人教版高中化学选修4：化学反应原理 　原电池-“江南联赛”一等奖

第一节原电池第一页，共二十七页。一、科学家的故事

1801年的巴黎，在法国科学院意大利科学家伏打演示了他的电池堆实验；用浸在酸溶液中的锌板和铜板产生持续的电流。伏特把氧化还原反应分别在不同的区域内进行，减少由于短路产生的热量，形成了持续稳定的电流。把产生电的装置微型化，通过开关，随用随制，从而获得了拿破仑的奖赏；特制金质奖章、一份丰富的养老金，授予他伯爵称号。温故知新第二页，共二十七页。一、科学家的故事温故知新第三页，共二十七页。水果电池温故知新二、沿着科学家走过的路寻找科学方法第四页，共二十七页。二、沿着科学家走过的路寻找科学方法温故知新苹果指针指向（填正极√）偏转（填；大、中、小、最小）西红柿指针指向（填正极）偏转（填：大、中、小、最小）橘子指针指向（正极）偏转（填；大、中、小、最小）Cu--FeCuFeCu-AlCuAlFe-AlFeAlAl--MgALMg结论同一电解质；两极金属活泼性差距越大，电流越大。活泼性强金属（失去电子）为负极，不活泼金（非）属为正极（得电子）。√√√√√√√√√√√√第五页，共二十七页。二、沿着科学家走过的路寻找科学方法温故知新1、定义：原电池是把化学能转化为电能的装置。2、构成原电池的条件（1）有二种活泼性不同的电极

电极可以是金属或非金属（碳棒）（2）两电极处在电解质溶液中

（3）形成闭合回路;（4）自发放热的氧化还原反应。（极、电、路、自发）必须条件第六页，共二十七页。试一试：判断以下哪些是原电池？②③④⑤⑥①√√√×××第七页，共二十七页。三、用科学家的方法，研究问题电解质溶液与电极【实验2】同一对电极在不同的电解质溶液中，电极反应如何？利用如图所示原电池装置进行实验，请回答下列问题：【问题1】：实验中，同学们发现两装置电流计的指针偏转方向是否相同？因此有人提出以下观点，其中正确的是_

．A、金属活动性铝比镁强。B、金属活动性镁比铝强，两装置中镁均为负极。C、仅根据金属活动性顺序不能准确判断原电池的正负。D、原电池中的正负极受电解质溶液的酸碱性、强氧化性等因素的影响

C、D第八页，共二十七页。三、用科学家的方法研究问题电解质溶液与电极【问题2】:有人说，准确判断原电池的正负极除了可用电流计等仪表测量外，还可以通过观察现象来判断，请根据甲、乙图中的电极材料及反应现象．（设镁铝均为纯净金属）【问题3】：a、Mg、Al、H2SO4原电池的正、负极是什么？b、Mg、Al、NaOH原电池的正、负极是什么？写出甲、乙图中的电极反应式：甲图：①正极：______；②负极：______．乙图：正极：______；②负极：____

（甲图）正极：2H++2e-=H2负极；Mg-2e_=Mg2+（乙图）正极；2H++2e-=H2负极；AL-3e-+4OH_=AlO2-+2H2O第九页，共二十七页。温故知新三、用科学家的方法研究问题

在判断一个装置是否原电池时，应该注意三点：（1）不要计较电极的形状和大小（2）不要计较闭合电路的形成方式，只要让两个电极互相连通就行；（3）也不必考虑电解质的成份，可以是一种溶质，也可以是多种溶质的电解质溶液；可以是强电解质溶液，也可以是弱电解质溶液。只要能导电，能发生氧化还原反应就行。第十页，共二十七页。【问题1】氧化反应和还原反应可以分成两部分，电解质溶液能不能可以分开成两部分？电解质的成分怎样选取更好？H2SO4AH2SO4溶液

ZnSO4溶液

ZnCu电解质溶液盐桥四科学思路引导完善原电池第十一页，共二十七页。四科学思路引导完善原电池第十二页，共二十七页。双液原电池由盐桥连接的两溶液保持电中性，两个烧杯中的溶液连成一个通路。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和平衡电荷。四科学思路引导完善原电池第十三页，共二十七页。介绍盐桥盐桥中一般装有饱和的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;K+和Cl-能在胶冻内自由移动。四科学思路引导完善原电池第十四页，共二十七页。双液原电池工作原理

外电路：Zn失去电子沿导线通过电流表进入

铜片内电路：Zn原子失去电子成为Zn2+进入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增加而带正电，盐桥中的Cl—会移入ZnSO4溶液；同时Cu2+获得电子成为金属沉淀在铜片上，使CuSO4溶液因SO42—相对增加而带负电，盐桥中的K+移向CuSO4溶液，从而形成闭合回路。第十五页，共二十七页。

介绍新知负极反应：Zn-2e-=Zn2+

正极反应：Cu2++2e-=Cu

电池总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

锌半电池铜半电池负极(Zn):正极(Cu):总反应：Zn+Cu2+

=Zn2+

+Cu

Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu硫酸铜溶液效率不高，电流在较短时间内就会衰减效率高，能得到持续、稳定的电流第十六页，共二十七页。氧化反应Zn-2e=Zn2+锌铜原电池电解质溶液盐桥失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：负极正极Cu2++2e-=CuZn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子外电路内电路你学到什么？第十七页，共二十七页。练一练第十八页，共二十七页。五、原电池设计联系实际【问题过渡】：

格林太太患有龋齿，早些年装了一颗钢的假牙，这几年家庭富裕，格林太太又装一颗金牙，格林太太好了牙痛又患了头痛，经过很多名医治疗也没有好转。最后是在一位化学老师的亲戚的建议，去掉一颗假牙，换上两颗同样质地的牙，头痛病就好了，请解释原因？活泼性不同的两颗牙在口内形成原电池，所以格林太太每天头痛。两颗相同材料的牙，不可能形成原电池。第十九页，共二十七页。五、原电池设计根据反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计原电池，说说你的设计思路。氧化还原反应拆分成电极反应根据电极反应选择电极和电解质溶液原理启发第二十页，共二十七页。五、原电池设计【问题5】；有人设计以铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作．

（1）负极反应式是______．

（2）电池工作时，氧气在电极材料为______的电极上发生反应．

（3）电池总反应的化学方程式是______．解；（1）以铂和锌为电极材料构成原电池，锌失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为：2Zn-4e-═2Zn2+，故答案为：2Zn-4e-═2Zn2+；

（2）铂为正极，正极上氧气得电子，故答案为：铂；

（3）电池总反应为锌与氧气和水反应生成氢氧化锌，反应方程式为：2Zn+O2+2H2O═2Zn（OH）2，故答案为：2Zn+O2+2H2O═2Zn（OH）2．创新尝试第二十一页，共二十七页。归纳你学到什么？电极的判断①由组成原电池的两极材料判断：活泼金属为负极②根据电流方向或电子流动方向或离子的流向判断电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。阳离子向正极流动，阴离子向负极流动：②根据电流方向或电子流动方向或离子的流向判断电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。阳离子向正极流动，阴离子向负极流动：④电极反应现象．④电极反应现象：质量减少为负极；有气体产生,或质量增加或不变为正极第二十二页，共二十七页。B(A)(∨)(∨)负极(Zn)：正极(Cu)：总反应：正极(Ag)：负极(Fe)：总反应：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++Cu溶液中还有其他阳离子吗？练习1、判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.第二十三页，共二十七页。练习C(∨)2H++2e-＝H2↑负极（Zn)：总反应：正极(Ag):Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑(∨)负极（Zn)：Zn－2e-＝Zn2+正极(Cu)：Cu2++2e-＝Cu总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+CuD第二十四页，共二十七页。六

作业3、

书写下列原电池的电极方程式1）Cu/Al/HNO3(浓);Cu+4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O2）

设计原电池Cu/C/FeCl3;Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+1．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是(

)A．①③②④

B．①③④②

C．③④②①

D．③①②④2．(2015·马鞍山模拟)如图为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是(

)