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盐桥原电池的工作原理及盐桥的改进
第四章《化学反应与电能》
普通高中教科书化学选择性必修1化学反应原理
1、定义：__________________ 的装置。
将化学能转化为电能
环节一：创设情景，回顾旧知
一、原电池
（1）两极：
2、构成原电池的条件
（4）一反应：
能自发进行的氧化还原反应
（3）一回路：
形成闭合回路
（2）一液：
有电解质溶液且两电极要同时插入电解质溶液中
有两活泼性不同的电极（可以是金属与金属或金属与非金属）
本质
H2SO4
负极
正极
氧化反应
Zn-2e- =Zn2+
稀硫酸
Zn
Cu
e-
SO42-
A
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2
还原反应
2H+ +2e- =H2
↑
H+
阳离子移向正极
阴离子移向负极
↑
电子从负极流向正极
外电路
内电路
3、原电池的工作原理
实际与我们所预测的是否一致呢
2 实验探究：小组实验
锌片不断溶解；铜片表面产生气泡；
数字电流表显示读数。
1 预测实验现象：
按图组装一个Cu-Zn原电池，观察和记录实验现象。
实验用品：数字电流表、烧杯、导线、电极（锌片、铜片）、稀H2SO4溶液
实验要求：仔细观察闭合回路和断开回路（取出铜片）时锌片、铜片、电流表读数的变化并如实记录现象。
环节二：小组实验，合作探究
实际现象
锌片
铜片
电流表
温度计读数
Zn片表面为什么会产生气泡？溶液温度为何逐渐升高？
若将该原电池作为实际电源，它存在哪些缺陷呢？
？
有气泡产生
逐渐溶解
读数逐渐减小
Cu
Zn
正极
负极
也有气泡产生
环节二：原电池实验现象再探究
稀H2SO4
溶液温度逐渐升高，
缺陷：①电能的转化率低；②断开电路后，Zn片仍然在反应。
稀H2SO4
Cu
Zn
正极
负极
根本原因：
怎样才能避免Zn与稀H2SO4溶液的反应？
Zn电极放在稀H2SO4溶液中直接接触反应，部分化学能转化为热能
环节二：原电池实验现象再探究
ZnSO4溶液
？
改进
方案：让锌片与稀硫酸不直接接触！
【思考】怎样才能构成溶液内部的闭合回路？
Zn
A
稀H2SO4
Cu
稀硫酸
Cu
Zn
A
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
↑
环节三：反思创新，探究方案
ZnSO4溶液
稀H2SO4
Zn
Cu
A
盐桥
盐桥：装有饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻;
琼脂的作用：防止管中溶液流出;
K+和Cl-能在胶冻内自由移动.
环节三：反思创新，探究方案
1、实验探究：小组实验
【实验要求】：按照改进后的装置图连接装置（Zn片插入ZnSO4溶液，Cu片插入稀H2SO4，红色导线连接铜片，黑色导线连接锌片）进行实验，记录实验现象。
【实验用品】：数字电流表、铜片、锌片、、导线、稀H2SO4、ZnSO4溶液、 u型管盐桥。
环节四：实验探究，解决问题
环节四：实验探究，解决问题
【思考】
实验开始之前：
请你预测引入盐桥后产生的电流比单液原电池电流更大还是更小？
实验开始后：
1、观察并记录有盐桥时的实验现象（电流表读数）。
2、取出盐桥后Zn片还反应吗？
有盐桥时：
电流表读数为零
电流表有读数，读数稳定（读数：3.05）
锌片上无气泡，铜片上有气泡
取出盐桥：
环节四：实验探究，解决问题
1、组成：由两个半电池组成
每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应，外电路通过导线相连，中间通过盐桥连接形成闭合回路。
ZnSO4溶液
Cu
Zn
稀H2SO4
盐桥
锌半电池
铜半电池
Zn-2e-= Zn2+
3、总反应：
Zn + 2H+ = Zn2++H2↑
锌半电池:
（氧化反应）
铜半电池：
（还原反应）
2、半反应
2H+ + 2e- =
H2↑
环节四：铜锌双液原电池分析
　　　
SO42－
Zn2+
e－
e－
SO42－
H+
K+
H2
Zn
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
Cl－
K+
K+
Cl－
K+
K+
K+
Cl－
Cl－
K+
Cl－
Cl－
Cl－
ZnSO4
H2SO4
环节四：动画模拟铜锌双液原电池工作原理
负极
正极
阴离子
负极液
正极液
盐桥
阳离子
阳离子
阳离子
失e-，沿导线传递
（电子不下水）
Zn-2e-=Zn2+氧化反应
还原反应
2H+ + 2e- =
H2↑
沟通内电路，形成闭合回路。
平衡电荷，使两电解质溶液保持电中性。
（离子不上“岸”）
环节四：分析铜锌双液原电池工作原理
能产生持续稳定的电流, 但是电流远远小于单液原电池
【思考1】根据电流的变化情况，你能得出什么结论？
环节五：对比分析，发现问题
改进
单液原电池 盐桥原电池
【思考2】实验过程中，双液原电池的电流有没有达到你的预期？
是什么原因？如何改进呢？
环节五：对比分析，发现问题
改进
单液原电池 盐桥原电池
环节六：对比分析，改进盐桥
原因：
由于u形管的路径（距离）较长，且与溶液的接触面积较小，内阻较大
改进：
将u形管盐桥换成琼脂块盐桥，降低盐桥内阻
改进
实际与我们所预测的是否一致呢
2 实验探究：小组实验
锌片表面无气泡，不断溶解；
铜片表面产生大量气泡；
电流远远大于u形管盐桥原电池的电流。
1 预测实验现象：
按图连接装置，观察和记录实验现象。
实验用品：数字电流表、烧杯、导线、电极（锌片、铜片）、稀H2SO4溶液， ZnSO4溶液、琼脂块盐桥。
实验要求：仔细观察电流表读数的变化并如实记录现象。
环节七：小组实验，合作探究
锌片：不断溶解表面无气泡；
铜片：表面产生大量气泡；
电流：远远大于u形管盐桥原电池的电流。
1 现象：
环节七：小组实验，合作探究
2 原因分析：
将u形管盐桥换成琼脂块盐桥后，
增大了盐桥与溶液的接触面积，
同时缩短了盐桥的距离，大大降低
盐桥内阻
归纳总结
改进
改进
单液
原电池
u形管盐桥
盐桥原电池
结论：双液原电池（琼脂块盐桥原电池）的电能转化率远远高于单液原电池
琼脂块盐桥
盐桥原电池
在我们学习化学的过程中，我们要学会
发现问题，分析问题，解决问题；利用化学
为生产生活保驾护航。
1、依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是 ；
电解质溶液Y是 ；
(2)银电极为电池的 极，
发生的电极反应为 ；
X电极上发生的电极反应为 ；
(3)外电路中的电子是从 电极流向 电极。
Cu
铜
银
正
AgNO3溶液
2Ag+ + 2e- = 2Ag
Cu - 2e- = Cu2+
课堂反馈
Zn
CuSO4溶液
A
ZnSO4
CuSO4
B
B
C
酒精
Cu
C
CuSO4溶液
Fe2(SO4)3溶液
A
D
2、下列装置不能形成原电池的是（ ）
BC
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感谢聆听 敬请批评指正
Thanks For Listening. See You Next Time

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