人教版高中化学选修4：化学反应原理 　原电池（省一等奖）

第一节原电池第一页，共十六页。AZnCuSO42－H+H+我们已经学习过的原电池观看铜锌原电池反应动画模拟第二页，共十六页。AZnCuSO42－H+H+e－负极正极负极反应：Zn-2e-=Zn2+正极反应：2H++2e-=H2↑电流外电路内电路电解质溶液

氧化反应

还原反应总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑1、原电池的定义：将化学能转变为电能的装置。2、原电池的实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能。3、自发进行的氧化还原反应4、组成原电池的条件：即：两极一液一线第三页，共十六页。ZnAZnSO42－H+H+AZnSO42－H+H+CAZnCu煤油SO42－H+H+SO42—ZnH+H+CuA(x)(x)(√)(x)AZnSO42－H+H+木条(x)第四页，共十六页。如将电解质溶液换为硫酸铜溶液，有何现象？能否设计成一个原电池？

Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu第五页，共十六页。CuSO4

溶液

有电流，但不稳定；两个电极上都有红色物质生成。随着实验时间的延续，电流表指针偏转的角度逐渐减小，最终没有电流通过，同时锌片表面逐渐被铜覆盖。？第六页，共十六页。CuSO4

溶液思考：如何改进实验装置，有效的避免极化作用，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，铜在锌片表面析出，锌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。第七页，共十六页。如何改进：（能形成原电池）（不能形成原电池）硫酸铜这样改进行不行？CuSO4ZnSO4导线CuSO4ZnSO4（不能形成原电池）第八页，共十六页。阅读教材P71实验4—1分析：如何改进的？改进后有什么优点，为什么？盐桥的作用是什么？第九页，共十六页。现象：锌片变细，铜上有红色物质析出，电流计指针偏转稳定取出盐桥，指针回到零点溶液温度不变化学能电能Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu2e-负极正极第十页，共十六页。盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。防止管中溶液流出盐桥的作用：①可使由它连接的两溶液保持电中性。②转移离子，沟通内电路。③保障整个电路闭合，维持反应进行。盐桥的使用突破了氧化剂还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维定式，使氧化反应、还原反应在不同区域之间进行得以实现。第十一页，共十六页。一、双液原电池（由两个半电池组成的原电池）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

较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子;用

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。第十二页，共十六页。2、组成原电池的条件

①、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。②、电极材料均插入电解质溶液中。③、两极相连形成闭合电路。④、能自发地发生氧化还原反应。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。原电池的表示方法：(-)Zn|Zn2+(C1)‖

Cu2+(C2)|Cu(+)“|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。第十三页，共十六页。交流探讨两种原电池有何相同点和不同点？相同点：都利用了氧化还原反应原理，都有活泼性不同的两个电极;都能产生电流；外电路均是电子的定向移动，内电路均是离子的定向移动。

两个半反应在同一区域进行,电流不稳定，化学能转变为电能、热能两个半反应在不同区域进行,中间用盐桥连接,电流持续稳定,化学能转变为电能第十四页，共十六页。设计两种类型的原电池，限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图（见下图），并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。