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苏教版 选择性必修1
化学能
（易于存储、携带）
热能
（还有什么其他形式的能量？）
电能
化学反应给我们带来什么？
物质变化
能量变化
卫星电源
飞机电源
电动汽车电源
笔记本电源
手机电源
手表电源
常见的化学电源
氧化还原反应：化学能→电能
电流：电子的定向迁移
氧化还原反应：有电子的转移
Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑
Zn与稀H2SO4反应中的能量主要为热能散失掉了。
微观有序 宏观混乱
可持续做电功
解决办法：氧化与还原拉开距离
实验步骤1 实验步骤2 实验步骤3 实验步骤4
现象：锌片上出现无色气泡，铜片没明显现象
锌片溶解、铜片上产生气泡
锌片溶解、铜片上产生气泡，
电流计指针发生偏转，有电流产生。
结论：化学能转化为了电能
化学能转化为热能
实验：锌片 + 铜片 + 稀硫酸
观察：铜片一段出现气泡
分析：
铜片：2H+ + 2e- === H2↑
锌片： Zn - 2e- === Zn2+
电子沿导体传输，更容易
电子流出的一极：负极（－）
电子流入的一极：正极（＋）
一、原电池：将化学能转化为电能的装置
1、正负极的确定
负极：
正极：
+
—
2、电流的形成
电极反应：
锌片(负极)： Zn－2e－＝Zn2+（氧化反应）
铜片(正极)： 2H++2e－＝H2↑（还原反应）
e-
铜电极附近H+减少，电解质溶液中阳离子向铜电极附近定向迁移，而阴离子向锌电极附近定向移动。
电池总反应：
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
H+、Zn2+
?
正负极的判断
正负极反应
总反应
电子流动方向
离子迁移方向
原电池的工作原理
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
电极材料
Zn
Cu
电极名称
电极反应式
反应类型
反应现象
电子移动方向
电流方向
阴阳离子移动方向
负极
正极
氧化反应
还原反应
Zn － 2e- = Zn2+
2H+ + 2e- = H2↑
从负极(Zn) → 经外电路 → 正极(Cu)
从正极(Cu) → 经外电路 → 负极(Zn)
不断溶解
有气泡产生
持续的电势差，是提供电能的核心
需要两个分开的电极
问题：电势差从哪里来？
＋
－
任何金属与水的界面上，同时存在：
Zn - 2e- === Zn2+ / Zn2+ + 2e- === Zn
金属活泼性不同，失去电子能力不同。
越活泼越容易失去电子。
在外电路流动
ZnSO4
CuSO4
电子流出
负极
电子流入
正极
问题：为什么还是没有电流产生？
溶液中出现电荷积累
没有形成持续的电势差
K+
Cl-
电场力让阴阳离子自动迁移
规律：＋ ＋ / － －
实验现象：
锌片　　　　，铜片上有红色固体生成，质量　　，溶液颜色　　，电流计指针发生　　，用温度计测量两烧杯溶液的温度几乎不变
逐渐溶解
增加
变浅
偏转
构造
①两个半电池；
②电极材料(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)和　　　溶液。
③两个隔离的半电池通过　　连接起来。
电解质
盐桥
工作原理
电极
反应现象
逐渐溶解
铜片上有______物质析出
电极名称
____极
____极
得失电子
____电子
____电子
红色
负
正
失
得
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}电子流向
电子______
电子______
反应类型
______反应
______反应
电极反应式
电池总反应
流出
流入
氧化
还原
盐桥（以铜锌原电池为例）
（1）成分：含有KCl 饱和溶液的琼脂。
?
（2）离子移动方向:Cl?移向_______溶液（负极区）,K+ 移向_______溶液（正极区）。
?
ZnSO4
?
CuSO4
?
（3）盐桥的作用
①形成__________;
②平衡两侧溶液的______,使溶液保持________;
闭合回路
电荷
电中性
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。
形成原电池的条件
(1)有金属活泼性不同的两个电极
(2)两电极都接触电解质溶液
(3)正、负极，电解质溶液构成闭合回路
(4)自发进行的氧化还原反应
×
×
×
×
1.如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是（ ）
稀硫酸
A
稀硫酸
B
硫酸铜溶液
C
乙醇水溶液
D
BC
2.下列烧杯中为稀硫酸，其中铜电极能产生气泡的是（ ）
A B C D
A
根据原电池原理如何判断原电池的正负极？
1.根据电极材料判断：一般活泼的金属为负极；
2.根据现象判断：
一般溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极；
3.根据两级反应判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极；
4.根据电流方向或电子流动方向判断：电子流出的一极是负极；
5.根据电解质溶液内离子的定向移动判断：溶液中阳离子移向正极。
问题1：盐桥必须得有盐吗？“金属”桥行不行？
电子不下水 离子不上岸
问题2：为何不直接在锌上产生H2？
H+在正极得电子无阻更快
形成原电池加快反应速率
纯锌：
粗锌：含有杂质，自身有微电池，反应快
问题3：需要有自发的氧化还原反应吗？
必须有
水中溶解的氧气可以自发氧化大部分金属
Fe / C / NaCl溶液
问题4：电极就是指电极材料吗？
2FeCl2 + Cl2 === 2FeCl3
负极：
正极：
电极 = 电极材料+ 与材料接触的物质
较小离子浓度，金属失电子易
较大离子浓度，金属失电子难
盐桥
0.09 V
Ni 负极
Ni 正极
C(Ni+)=1.00×10-3 M
C(Ni+)=1.00 M
e-
e-
浓差电池
2Fe2+ - 2e- === 2Fe3+
Cl2 + 2e- === 2Cl-
自然界的浓差电池
电鳗：电细胞两侧离子浓度差异，产生电势约0.1 V，数千个串联，甚至可高达500 V。
用电鳗的电电电鳗，会把电鳗电死吗？
如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中，负极为：
注意：在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼的强弱也要考虑电解质溶液的性质。
Mg；
Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中，负极为：
Al
总反应：Mg + 2HCl ====MgCl2 + H2↑
总反应：2Al + 2NaOH + 2H2O==== 2NaAlO2 + 3H2↑
练习：原电池电极反应式的书写
（1）Mg—Al—盐酸
（2）Mg—Al—NaOH溶液
（3）Fe—Cu—FeCl3溶液
（4）Zn—Cu—CuSO4溶液
负极：2Al - 6e- + 8OH- ==== 2AlO2- + 4H2O
正极：6H2O + 6e- ==== 3H2 + 6OH-
Fe3+、Fe2+、H+氧化性比较
1.某化学小组设计了如图所示的原电池装置,盐桥中盛装的是含有
KNO3 饱和溶液的琼脂凝胶。下列说法错误的是( )
?
B
A.正极的电极反应式为Cu2++2e?????????????Cu
B.盐桥可以用导线代替
C.盐桥中的NO3? 进入甲池
D.电池总反应属于置换反应
?
二、原电池：从概念原理→应用
1.比较金属活动性强弱
对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性　　 ，正极金属的活动性　　 。
例如：a和b两种金属，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生，则a为　极，b为　极，金属活动性：a　b。
较强
较弱
负
正
>
例外：①Mg/Al/NaOH溶液。Al可以与NaOH溶液反应而Mg不行，活泼性较弱的Al反而为负极。
②Fe、Al常温下遇浓硝酸会钝化，Fe、Cu或者（Al、Cu）用导线相连放入浓硝酸所构成的原电池，活泼性较弱的Cu反而为负极。
一定要注意环境的影响。
2.加快氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率　。
快
思考：实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气。
(1)若纯锌与粗锌(含Fe、C等)分别与同浓度的稀硫酸反应制取氢气，哪种方法产生氢气的速率快？
(2)若用纯锌与稀硫酸反应，常向溶液中滴入几滴硫酸铜溶液，为什么？
3. 金属防腐
为了避免某金属腐蚀（金属单质失电子被氧化），可以将该金属与其它金属相连作为原电池的正极而被保护。
4.设计原电池
理论上，任何自发的　　　　反应都可以设计成原电池。
氧化还原
设计思路
把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个反应,从而确定电极反应
以两极反应为原理,确定电极材料及电解质溶液
画出示意图（盐桥原电池）
____________________________________________________________
利用氧化还原反应原理设计高效的原电池装置(含盐桥)设计流程如下：
第一步:先分析总反应，寻找氧化剂、还原剂和环境。
第二步:
①若氧化剂、还原剂是固体一般直接做正极负极材料;电解质就选不直接和电极发生反应的电解质溶液即可，②若氧化剂、还原剂为溶液中的某种粒子，则二者分别为两个半电池的正极、负极对应的电解质溶液。电极就选导电而又不会与电解质反应的导体即可。
③若氧化剂、还原剂是气体，则需要寻找Pt(或石墨)载体，将气体分别通入正极、负极。电解质就选不直接和电极以及气体发生反应的电解质溶液即可。
1.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+????????????Zn2++Cu ,该反应的原电池的正
确组成是( )
?
选项
正极
负极
电解质溶液
A
B
C
D
C
2.有A、B、D、E四种金属,当A、B组成原电池时,电子流动方向A→B ;当A、D组成原
电池时,A为正极;B与E构成原电池时,电极反应式为E2++2e?????????????E,B?2e?????????????B2+ ,则
A、B、D、E 金属活动性由强到弱的顺序为( )
?
D
A.A>B>E>D B.A?>B>D>E C.D>E>A>B D.D>A>B>E
?
3.依据Cd(Hg)+Hg2SO4????????????3Hg+Cd2++SO42? 反应原理,设计出韦斯顿标准电池,其简
易装置如图所示。下列有关该电池的说法正确的是( )
?
D
A.电池工作时Cd2+ 向电极B移动
B.反应中每生成a?mol?Hg转移2a?mol 电子
C.电极B上发生的反应:Cd(Hg)?4e?????????????Hg2++Cd2+
D.电极A上发生的反应:Hg2SO4+2e?????????????2Hg+SO42?
?
4.设计原电池Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，在方框中画出能形成稳定电流的半电池形式的装置图(标出电极材料、电解质溶液)。
负极材料：____，电极反应：________________；
正极材料：_____，电极反应：___________________。
?
?
?
Cu
Cu－2e－===Cu2＋
碳棒
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

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