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专题一第二单元
化学能与电能的转化
01
原电池的工作原理
原电池
Zn
Zn2+
H+
H+
Cu
e-
e-
e-
e-
H2
H+
H+
H2
稀硫酸
正极
还原反应
2H＋＋2e-===H2↑
总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
负极
氧化反应
Zn- 2e- ===Zn2＋
化学能转化为电能的装置
原电池的工作原理
原电池的构成条件：
3、形成闭合回路
4、氧化还原反应能自发进行
2、两电极插入电解质溶液中
1、两种活泼性不同的金属(或另一种为非金属导体)构成电极
原电池
原电池的工作原理
原电池的工作原理
负极
氧化反应
正极
还原反应
+
-
e-
外电路
电子迁移：负→正
内电路
离子迁移：
阳离子：移向正极
阴离子：移向负极
角度1
电极反应
角度2
粒子迁移
原电池原理示意图
原电池的工作原理
Zn + Cu2+ == Cu + Zn2+
电极反应：
负极：Zn - 2e- == Zn2+
正极：Cu2+ + 2e- == Cu
总反应：
Zn2+
Cu2+
锌片逐渐溶解，铜片上红色固体质量增加，溶液颜色变浅，电流计指针发生偏转。
实验现象：
观察并记录实验现象，其中哪些与预测一致，哪些与预测不同？
原电池的工作原理
相同：
铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。
不同：
锌片表面附着红色固体
电流逐渐衰减
原电池的工作原理
两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。
为什么没有电流？
原电池的工作原理
盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼胶， K+和Cl-可在其中自由移动。
盐桥
原电池的工作原理
盐桥的作用
③避免电极与电解质溶液直接反应，相比单液原电池有利于最大程度地将化学能转化为电能。
①形成闭合回路。
②平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性。
双液电池的工作原理
CuSO4溶液
Zn
Cu
e-
Zn2+
Cu2+
Cl-
K+
ZnSO4溶液
e-
原电池的工作原理
多数情况下
把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；
c、d相连时，电流由d到c；
a、c相连时，c极上产生大量气泡；
b、d相连时，b上有大量气泡产生，
则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b > d D．b > d > c > a
B
强化巩固
电极反应式遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒，遵循离子方程式的书写规则，两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式。
原电池的工作原理
一般电极反应式的书写方法
1、书写电极反应式的原则
①找出氧化剂和还原剂，判断原电池的正、负极。 ②结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。③写出电极反应式，将两式相加得总反应式。
原电池的工作原理
一般电极反应式的书写方法
2、一般电极反应式的书写方法
将两电极反应式相加(注意两极得失电子数相等)可得电池总反应式。
3.书写电极反应式的基本类型
(1)类型一　题目给定原电池的装置图，未给总反应式
遵循氧化还原反应离子方程式的配平原则，写出电极反应式。
原电池的工作原理
结合电解质判断出还原产物和氧化产物。
首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。
1
2
3
4
强化巩固
(1)甲装置中正极为________，电极反应式为__________________，
负极为__________，电极反应式为________________。
(2)乙装置中正极为_____，电极反应式为__________________，负极为______，电极反应式为________________________。
Al
2H＋＋2e－===H2↑
Mg
Mg－2e－===Mg2＋　
Mg
6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－
Al
2Al－6e－＋8OH－===2AlO2(－)＋4H2O
3.书写电极反应式的基本类型
(2)类型二　题目给出原电池的总反应式
若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易写出的电极反应式，然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。
原电池的工作原理
当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应考虑电解质是否参与了反应。
分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。
1
2
3
强化巩固
根据下列原电池的总反应式，写出其电极反应式。(1)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备硫酸铜，若将该反应设计为原电池，其负极反应式是__________________________，正极反应式是_______________________。(2)某原电池总反应为2FeO42－＋3H2===Fe2O3＋4OH－＋H2O，在该原电池中：负极反应式是______________________________；正极反应式是__________________________________。
2FeO42－＋5H2O＋6e－===Fe2O3＋10OH－
2Cu－4e－===2Cu2＋
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
3H2－6e－＋6OH－===6H2O
1
理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
2
外电路：
还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化性较强的物质在正极上得到电子。
3
内电路：
将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。
设计原电池
设计原电池
请用FeCl3溶液、CuCl2溶液、盐桥、铜片、石墨棒设计原电池实现电池反应：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
(负极)：
Cu－2e－===Cu2＋
(正极)：
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
延时符
课堂小结
课堂练习
D
1、某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为2H2＋O2===2H2O。下列有关说法正确的是(　　)
A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D．H＋由a极通过固体电解质移向b极
课堂练习
A
2、原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是(　　)
A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，
负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，
负极反应式为Al－3e－===Al3＋
C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，
负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO2－＋2H2O
D．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，
负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋

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