原电池的工作原理（教学课件）-高二化学（人教版2019选择性必修1）

高中化学·选择性必修1·第四章·第一节原电池第一课时

原电池的工作原理[知识回顾]原电池：将化学能转化成电能的装置。两极一液一线一反应负失正得负负正正电子不下水离子不上岸[构成][原理][负极][正极]还原剂-ne-→氧化产物氧化剂+ne-→还原产物一、单液原电池(1)电子流向：(2)电流流向：(3)离子方向：(4)负极反应及类型：(5)正极反应及类型：(6)总反应：Zn-2e-=Zn2+

（氧化反应）Cu2+-2e-=Cu（还原反应）Zn+Cu2+=Zn2++Cu负极(Zn)→正极(Cu)正极(Cu)→负极(Zn)阴→负极(Zn)阳→正极(Cu)

【现象分析】为什么锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减？锌片逐渐溶解，表面有红色物质生成铜片上有红色物质析出电流表指针先发生偏转后，示数逐渐减小现象原因锌片表面附着红色固体电流逐渐衰减【疑点释疑】Zn与Cu2+直接接触发生反应，Zn片、附着在Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原电池，促进了Cu在锌片表面析出。转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减【提出问题】应该如何改进该锌铜原电池？解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。[疑问]为什么没有电流？该如何解决？二、双液原电池【实验4-1】电流表指针偏移铜片表面有铜析出锌片逐渐溶解随着时间的延续，能产生持续稳定的电流[实验现象]装有KCl饱和溶液的琼胶琼胶:防止管中溶液流出Cl-、K+在其中自由移动盐桥[电子运动方向][电流流动方向][离子运动方向][电极反应式][总反应]负极→正极正极→负极盐桥：Cl-→负极K+→正极

负：Zn-2e-=Zn2+

正：Cu2+-2e-=CuZn+Cu2+=Zn2++Cu盐桥的作用：(1)沟通内电路，形成闭合回路(2)提供离子，使溶液呈电中性

(3)避免直接接触，提高原电池效率单液原电池双液原电池优点缺点电流强电流稳定，寿命长电流不稳定，寿命短内阻大，电流弱盐桥需要定期更换[疑问]双液原电池电流弱，又该怎么解决？电池输出电能能力取决于反应物的氧化还原能力。活泼金属不活泼金属或非金属电子流出电子流入电流流入电流流出氧化反应还原反应电极减轻电极增重或产生气体阴离子移向阳离子移向1.比较金属的活动性强弱三、原电池原理的应用两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。[例]把a、b、c、d四块金属板浸入稀硫酸中,用导线两两相连,可以形成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c溶解;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,b极上产生大量气泡。四种金属的活动性顺序是()A.a>c>d>b

B.c>a>b>d

C.a>c>b>d

D.c>a>d>b[思考]在Mg-Al-NaOH溶液形成的原电池的中，负极是那种金属？A2.增大化学反应速率一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。[例]用铁片与稀硫酸反应制氢气时,下列不能使氢气生成速率增大的是()。A.加热

B.不用稀硫酸,改用98%浓硫酸C.加少量硫酸铜溶液

D.不用铁片,改用铁粉B3.设计原电池利用反应Cu+2FeCl3

=CuCl2

+

2FeCl2，设计一个原电池，画出原电