4.1.1原电池的工作原理 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

这种现象都是由电流引起的，那么这里的电流是如何产生的？大家都叫我新能源老太太？张奶奶自从镶了两颗假牙（一颗金牙、一颗钢牙）后，经常头痛失眠，这是为什么？第1课时原电池第一节原电池第四章化学反应与电能（1）概念：将

转化为

的装置。（2）实质：利用能自发进行的

反应把化学能转化为电能。化学能电能氧化还原口诀：两极一液一回路一反应二、构成原电池的条件①理论上自发的

反应均可构成原电池。②两极有电势差——两个

电极，相对较活泼作

；③

溶液或熔融的

；④形成闭合回路。氧化还原电解质电解质活动性不同负极一、原电池随堂小练ABCDEFMN下列哪几个装置能形成原电池？OVXVVXXXXV

稀硫酸H+Zn2+H+Zn－2e-=Zn2+负极正极2H+

+

2e-=H2↑总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑氧化反应还原反应现象：ZnCuA阳离子阴离子正极负极锌棒溶解，铜棒上有气泡三、原电池的工作原理负正e-e-e-－+e－e－e－e－Zn2+Cu2＋e－e－SO42－Cu2＋内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。外电路：电子由负极经导线流向正极“电子不下水，离子不上岸”这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流（1）单液原电池工作原理【练2】如图所示，下列对于该原电池的叙述正确的是（

）A.铜是负极，铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减小C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原D实验现象：①电流表指针偏转。②锌片和铜片上均有红色固体生成。③溶液温度升高。④一段时间后，电流会逐渐减小。？？？（2）单液的铜锌原电池数字实验探究结果①锌与CuSO4溶液直接接触，发生置换反应，导致部分化学能转为热能，造成能量损耗。②工作时，锌片上也有铜析出，原电池的电动势很快降低，电压不稳定怎样改进原电池装置，获得稳定的电流？（3）单液的铜锌原电池的弊端改进方法：将锌与硫酸铜溶液分开，形成双液原电池改进CuSO4溶液ZnSO4溶液CuSO4溶液盐桥四、原电池的改进①盐桥中装有饱和KCl溶液和琼脂做成的胶冻;②琼脂的作用：防止管中溶液流出;③K+和Cl-能在胶冻内自由移动。（1）双液原电池：锌半电池铜半电池锌铜原电池（盐桥）ZnSO4溶液CuZnCuSO4溶液盐桥盐桥1.连接内电路，形成闭合回路盐桥的作用：2、平衡电荷，避免电极和电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，使原电池不断产生电流，提高了能量转换率K＋Cl-e-Zn2+Zn2+Cu2＋CuZn-2e-=Zn2+正极反应式：发生氧化反应发生还原反应负极正极现象：Zn片逐渐溶解，Cu片上析出红色物质，质量增加；指针偏转；溶液温度不变。总反应式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu负极反应式：Cu+2e-=Cu①、双液原电池工作原理电流较大，衰减快，转化效率低电流较小，电流稳定，转化效率高改进?增大电流呢？缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积能否用一张薄薄的隔膜代替盐桥呢？1.离子运动的距离长2.离子运动的通道窄3.离子容量小双液原电池电流弱的原因？1、阳离子交换膜：只允许阳离子通过3、质

子

交

换

膜：只允许H+通过2、阴离子交换膜：只允许阴离子通过隔膜对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜离子交换膜【功能】使离子选择性定向移动，平衡整个溶液的离子浓度和电荷【练2】用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①② B．②③ C．②④ D．③④C如：制氢气加入少量硫酸铜溶液如：船体镶锌块五、原电池原理的应用(1)、比较金属的活动性强弱①负极一般是活动性较强的金属(2)、加快化学反应速率氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。（3）、用于金属的防护将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护②电极质量减小，作负极，较活泼③有气体生成或电极增重作正极(4)、设计原电池①首先将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应。②确定电极材料。如发生氧化反应的物质为金属单质，可以用该金属直接做负极。发生还原反应的电极材料不如负极材料活泼。③确定电解质溶液。一般选用反应物中的电解质溶液即可④构成闭合回路。将电解质用盐桥，电极用导线连接，形成闭合回路依据反应2Fe3++Fe=3Fe2+,设计双液电池装置，并标出正负极，写出电极反应，画出电子转移的方向。负极Fe-2e-=Fe2+2Fe3++2e-=3Fe2+正极负极材料Fe正极材料活泼性比铁弱的金属（Cu）或碳棒、惰性材料(4)、设计原电池负极电解液不与负极材料反应的电解质溶液正极电解液铁盐（FeCl3等）FeCl2溶液CFeFeCl3溶液盐桥e-【2】利用反应Zn+2FeCl3===ZnCl2+2FeCl2设计一个双液原电池。在下图方框内画出实验装置图,并注明电极材料,写出电极反应式。正极材料为

,电极反应式为

;

负极材料为

,电极反应式为

。Pt(或石墨等)Zn-2e-===Zn2+2Fe3++2e-===2Fe2+Zn

不活泼金属或非金属导体

活泼金属

电子流入

电子流出

还原反应

氧化反应

电极增重或产生气体

电极减轻

阳离子流向正极阴离子流向负极六、判断原电池正负极方法（重要）【练9】M、N、P、E四种金属，已知：①M+N2+=N+M2+；②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2++2e-=E，N-2e-=N2+。则这四种金属的还原性由强到弱的顺序是（）A.P、M、N、EB.E、N、M、PC.P、N、M、ED.E、P、M、NA【练6】下列原电池装置正、负极分别是谁？阴离子负极液正极液盐桥阳离子阳离子阳离子电流电流氧化反应Zn-2e=Zn2+还原反应Cu2+

+2e-=Cu负极正极

外电路ZnCu失e-，沿导线传递，有电流产生内电路分为两个半电池进行思维模型电子不下水

离子不上岸正极得电子数目=负极失电子数目3.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()A.

铜电极上发生氧化反应B.

电池工作一段时间后,甲池的c(SO42-)减小C.

电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.

阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡C【练4】下列叙述中，正确的是()①原电池是把化学能转变成电能的一种装置②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应③不能自发进行的氧化还原反应通过原电池的装置可以实现④碳棒能用来做原电池的正极⑤反应Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag可以设计成原电池A．①③⑤B．①④⑤C．②③④D．②⑤B【练5】如图是某同学设计的原电池装置：(1)电极Ⅰ上发生__________(填反应类型)，作_______________(填电极名称)。深度思考(2)电极Ⅱ的电极反应式为_________________。(3)该原电池的总反应式为__________________________。(4)盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶，其作用是_______________________________________。还原反应原电池的正极Cu－2e－=Cu2＋2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋形成闭合回路、平衡电荷(答案合理即可)1.根据原电池的工作原理，写出下列电池的电极反应式。（1）将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池：①正极反应式是

；②负极反应式是

；③原电池总反应的离子方程式是

。（2）有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银，其处理方法：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出