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专题1　化学反应与能量变化
/ 原电池的工作原理 /
学习目标
1.以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度分析理解原电池的工作原理，能理解带有盐桥原电池的实用性
2.能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式
3.能设计具有一定功能的简单原电池
温故知新
请回顾铜锌原电池装置的特点，写出电极反应式和电池总反应式。
锌片：Zn－2e－===Zn2+
铜片：Cu2++2e－===Cu
总反应：
Cu2++Zn===Cu+Zn2+
（还原反应）
（氧化反应）
实验探究
1．完成下列实验探究活动，分析锌与硫酸铜反应中的能量转化。
实验1：
锌粉
1.0 mol·L－1
CuSO4溶液
约30 mL
温度计
Zn逐渐溶解，有红色物质生成，溶液温度升高，颜色变浅。
化学能转化为热能
实验探究
1．完成下列实验探究活动，分析锌与硫酸铜反应中的能量转化。
实验2：
盐桥：盐桥中通常装有琼脂凝胶，内含氯化钾。
盐桥中的离子能够定向移动。通过
盐桥可将两个相互隔离的电解质溶液连
接起来，传导电流。
实验探究
1．完成下列实验探究活动，分析锌与硫酸铜反应中的能量转化。
实验2：
Zn逐渐溶解，Cu上有红色固体生成，溶液颜色变浅，电流计指针偏转，两烧杯溶液的温度几乎不变
化学能转化为电能
2.写出实验2中发生反应的化学方程式和离子方程式
实验探究
盐桥在原电池装置中的作用是形成闭合回路，平衡电荷，产生稳定电流
e－
Cl－
K＋
e－
e－
负极：Zn－2e－===Zn2＋
反应：氧化反应
电子流出
吸引阴离子
正极：Cu2＋＋2e－ === Cu
反应：还原反应
电子流入
吸引阳离子
一、原电池的构成要素
离子导体
电极材料
电极反应
电子导体
还原剂-氧化反应、氧化剂-还原反应
内电路，实现离子定向迁移
进行电子转移的场所
外电路，实现电子定向转移
自发的氧化还原反应
金属和金属(或非金属)
电解质溶液
金属(形成闭合回路)
二、双液原电池的构成要素
1．半电池
原电池由两个半电池组成；
半电池中的反应就是半反应，即电极反应；
半电池又叫电极
锌半电池
铜半电池
正极半电池
负极半电池
如：Zn2+/Zn
如：Cu2+/Cu
半电池
2．构成
由电极和发生还原反应的离子 (可溶性)电解质溶液组成
由金属电极和相应的金属阳离子电解质溶液组成
交流与讨论
(1)氧化反应：
(2)还原反应：
同学甲
石墨
石墨
2I- - 2e- == I2
2Fe3+ + 2e- == 2Fe2+
石墨
石墨
(1)氧化反应：
(2)还原反应：
2I- - 2e- == I2
2Fe3+ + 2e- == 2Fe2+
同学乙
√
依据 2Fe3+ + 2I- == 2Fe2+ + I2 设计成原电池，哪位同学的设计电流更稳定？
转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减
三、原电池反应的应用
电解质溶液中
1．设计原电池
(1) 外电路——电子导体
(2) 内电路——离子导体
阴离子移向负极，阳离子移向正极
较稳定的金属或能导电的非金属
还原性强的物质
学以致用
根据离子反应Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu设计一个原电池，并与同学讨论解决下列问题。
1．请在下面的方框中画出原电池构造示意图，并指出正、负极。
2．写出该原电池的电极反应式。
负极： ________________________正极：__________________________
3. 参考画出的示意图，制作原电池并检测电流。
4. 你还能设计其他原电池吗？将你的设计方案与同学交流
Cu2++2e- === Cu
Fe－2e－=== Fe2＋
+
﹣
+
﹣
三、原电池反应的应用
2．加快氧化还原反应的速率
例如，在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快
3．比较金属活动性强弱
注意：对于“Mg—NaOH(aq)—Al”原电池负极为Al
对于“Cu—浓硝酸—Al(Fe)”原电池负极为Cu
判 断方 法
一般负极金属比正极金属活泼
一般负极质量减少
一般正极有气体生成，电极质量不断增加或不变
例：把a、b、c、d四块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极．则这四种金属的活动性顺序由大到小为 ( )
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
B
一般情况下，原电池中负极金属的活动性强于正极
三、原电池反应的应用
原电池的工作原理
课堂总结
提升训练
1．下列装置中，能构成原电池的是 ( )
D
提升训练
2．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是 ( )
A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH﹣向正极移动 D．总反应为：2Li + 2H2O===2LiOH + H2↑
C
正极：2H2O ＋ 2e﹣=== 2OH﹣＋ H2↑
负极： 2Li－2e﹣ === 2Li﹢
提升训练
3．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，再将变黑的银器皿浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银器皿表面的黑色会褪去而银不会损失。在此形成的原电池中：
①负极反应式是__________________；
②正极反应式是_________________________；
③总反应式是_____________________________________________。
2Al－6e－===2Al3＋
负极反应应为活泼金属发生氧化反应
3Ag2S＋6e－ === 6Ag＋3S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O === 6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
Ag2S—→Ag
得电子，发生还原反应
H2S

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