原电池原理课件高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能

第一节原电池课时1原电池的原理

人教版选择性必修1学习目标1.通过原电池实验，认识电极反应，电极材料，离子导体，电子导体是电池构成的四个基本要素，能设计简单的原电池。2.在分析锌铜原电池的过程中，逐渐建立原电池的系统分析思路；能根据电极反应电流方向或离子移动方向判断原电池的正极和负极。

原电池的工作原理；电极反应的分析与表征重难点：思考与讨论：复习导入回顾必修二所学原电池的知识，以锌铜原电池为例，回答下列问题：(1)原电池的定义以及本质？(2)原电池的构成条件是什么？(3)阐述一下原电池的工作原理？（从电极反应、电子流向、离子流向等

角度说明）(4)如何判断原电池的正负极？1.定义：把化学能转化成电能的装置，称为原电池。2.本质：3.构成条件：原电池反应的本质是自发的氧化还原反应。（常为放热反应）一、原电池活泼性不同①一般为金属与金属、金属与非金属（石墨、碳棒）②一般较活泼的作负极，不活泼的作正极电解质溶液或熔融电解质闭合回路氧化还原（一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应）ABCDEFH练习1.下列哪几个装置能形成原电池？VXVVXXVCuSO4(1)原电池的电极：电子流出的电极叫负极；电子流入的电极叫正极(2)工作原理：

外电路：负极Zn失电子，电子沿导线流向正极,形成电流；

内电路：H+移动正极，在正极得电子转化为H2,同时SO42-移向负极，阴阳离子定向移动形成电流。

利用电流将内外电路连接形成闭合回路，原电池工作。(3)电子流向：负极→导线→正极

电流方向：与电子流向相反

离子移向：阳离子→正极；阴离子→负极

4.原电池的工作原理：电子不下水，离子不上岸(3)电极反应式

负极(氧化反应)：Zn－2e－=Zn2＋

正极(还原反应)：2H＋＋2e－=H2↑

电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑5.原电池的正负极判断：电极材料一般活泼金属氧化反应一般质量减少阴离子移向一般不活泼金属或导电非金属还原反应电子流向（得）一般电极增重或有气体产生阳离子移向负极正极电子流出（失）电极反应电子流向电极现象离子移向注：电流由正极移向负极。正极电势高于负极电势练习21．判断正误。(正确的划“√”，错误的划“×”)(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极。(√)(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。(×)(3)在Cu—Zn—H2SO4原电池中，1molZn完全反应，流经电解液的电子数为2NA。(×)(4)铁铜原电池中，负极反应式为Fe－3e－===Fe3＋（

）(5)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动（

）××负极：电极材料失电子→发生氧化反应一般表示为：M—ne-Mn+正极：电解质溶液中的阳离子得电子→发生还原反应一般表示为：+xe-Nn+N(n-x)-6、原电池中电极反应和总反应的书写（一般规律）：总反应方程式=负电极材料与电解质溶液的反应

=

负极反应方程式+正极反应方程式（正负极得失电子数目必须相同）注：一般写离子反应方程式；电极反应和总反应有时需要标气体符号练习3：写出下列原电池的正、负极反应式和总反应式。(1)镁—铝—稀H2SO4

(2)铁—石墨—氯化铁(3)铜—石墨—硝酸银

(4)铁—铜—稀硝酸

4.判断下列反应中的负极,试写出负极电极方程式

(1)Li＋MnO2＝LiMnO2

(2)铁—铜—浓硝酸(3)镁—铝—氢氧化钠电极方程式书写的技巧：列物质、标得失、选离子、平电荷、巧用水、仔细查；对原电池工作原理的进一步探究：如下图是原电池，如果用它做电源，不但效率较低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？深入探究：1.氧化剂和还原剂直接接触:在单液原电池中，氧化剂和还原剂直接接触，导致电子的转移不经过外部电路，从而使得电流衰减较快。‌‌2.负极锌片周围的溶液带正电荷‌：随着反应的进行，负极锌片周围的溶液带正电荷，阻止锌失去电子变成锌离子进入溶液，导致电流减小。‌‌3.锌片表面变得光滑‌：在反应过程中，锌片表面逐渐变得光滑，难以吸附电子，这也是电流衰减的一个原因。4.在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通实验4-11.双液-盐桥原电池的优点：

使原电池中的氧化反应和还原反应近乎完全隔离,在不同区域之间实现了电子的定向移动,使原电池能持续、稳定地产生电流并有利于最大限度地将化学能转化为电能，即能量转化率高，提供持续稳定的电流。二、双液-盐桥原电池装有饱和的KCl等溶液和琼脂制成的琼胶的U型管琼胶的作用：防止管中溶液流出；K+和Cl-能在琼胶内自由移动，离子只出不进。盐桥的作用：②沟通内电路，形成闭合回路①平衡电荷，使溶液保持电中性③避免电极与电解质溶液直接反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能，使放电更持久。2.盐桥盐桥中离子流向：正向正，负向负Cu片Zn片导线CuSO4溶液ZnSO4溶液盐桥电极材料电极反应物电极材料电极反应物离子导体离子导体离子导体电子导体3.原电池中各部分的作用：原电池的组成：一个原电池由两个半电池组成，一个发生氧化反应，一个发生还原反应，两个半电池用盐桥连接，半电池又叫电极。总结

名称单液原电池双液原电池隔膜原电池优点缺点电流强1.电流容易衰减2.氧化剂与还原剂直接接触，不工作也会发生反应内阻大，电流弱避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长1.氧化剂与还原剂不直接接触，寿命长2.内阻小，电流强已经能够实用化三、原电池原理的应用

根据构成原电池的条件来设计原电池，先由电池反应写出电极反应根据原电池原理设计原电池还原剂＋氧化剂===氧化产物＋还原产物负极：还原剂－ne－===氧化产物正极：氧化剂＋ne－===还原产物在确定电极材料，再确定电解质溶液，最后形成闭合回路，构成原电池。

例

请将反应:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成原电池，负极材料、正极材料，以及电解质溶液分别是什么？写出电极反应式，画出原电池装置图（单液和双液）。氧化反应：Fe-2e-

=Fe2＋

故只能用铁做负极还原反应：Cu2＋+2e-

=Cu，故正极材料只需要活泼性比铁弱即可，如：铜、银、石墨等电解质溶液：必须含有Cu2＋，为可溶性铜盐。如:CuSO4溶液、CuCl2溶液FeFeCI2

练.根据方程式2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计一个原电池？(单液和双液)

如在Zn与稀硫酸的反应体系中加入少量CuSO4溶液，Zn能置换出少量Cu，在溶液中Zn、Cu、稀硫酸构成原电池，可以加快产生H2的速率。加快氧化还原反应速率三、原电池原理的应用例2.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使反应速率加快的是()

A．不用稀硫酸，改用98％浓硫酸

B．加热C．滴加少量CuSO4溶液

D．不用铁片，改用铁粉【答案】A有例外：

Al/NaOH/Mg（Al作负极）Cu/HNO3（浓）

/Fe（Cu作负极）（注意：选择合适电解质）比较金属活动性的强弱

一般：负极>正极由此可判断这四种金属的活动性顺序是

()A.

a>b>c>d B.

b>c>d>a

C.

d>a>b>c D.a>b>d>c实验装置部分实验现象a极质量减小,b极质量增大b极有气体产生,c极无变化d极溶解,c极有气体产生电流从a极流向d极练习:有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:C小结１定义:（1）