资源简介

(共20张PPT)
原电池的工作原理
第四章 化学反应与电能
电不仅是现代生活的“空气”，更是推动社会进步的“隐形引擎”。
回顾旧知，电池是一种什么样的装置？
一、原电池的工作原理
1.定义：把化学能转化为电能的装置叫做原电池。
稀硫酸
锌片
铜片
稀硫酸
锌片
铜片
一、原电池的工作原理
2.工作原理
G
e-
e-
电子由负极流向正极
负极
正极
氧化反应
还原反应
阳离子移动方向→
←阴离子移动方向
电解质溶液
原理
电流由正极流向负极
外电路
内电路
一、原电池的工作原理
3.构成条件：两极一液一回路一反应
C
C
一、原电池的工作原理
稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4
A B C D
A
A
A
A
A
A
Zn Cu
Fe C(石墨)
Zn Cu
Zn Zn
Fe Cu
Si C(石墨)
Zn Cu
A
稀H2SO4 酒精 NaCl溶液 稀H2SO4
E F G H
【练】下列装置中，能组成原电池的是( )
ABCH
Zn Cu
一、原电池的工作原理
请将反应: Fe+Cu2+=Cu+Fe2+ 设计成原电池，负极材料、正极材料，以及电解质溶液分别是什么？写出电极反应式，画出原电池装置图。
分析
氧化反应和
还原反应
选择
电极材料
与电极反应
相对应
选择
正极区、负极区
的电解液
氧化反应：Fe-2e- = Fe2＋ 故只能用铁做负极
还原反应：Cu2＋+2e- =Cu，
故正极材料只需要活泼性比铁弱即可，如：铜、银、石墨等
电解质溶液：必须含有Cu2＋，为可溶性铜盐。如:CuSO4溶液、CuCl2溶液
一、原电池的工作原理
请将反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+ 设计成原电池，负极材料、正极材料，以及电解质溶液分别是什么？写出电极反应式，画出原电池装置图。
负极反应：Fe-2e- = Fe2＋ 故只能用铁做负极
正极反应：2Fe3++2e- =2Fe2+，
故正极材料只需要活泼性比铁弱即可，如：铜、银、石墨等
电解质溶液：必须含有Fe3+，为可溶性铁盐如:FeCl3溶液
一、原电池的工作原理
4.如何判断正负极
较活泼的一极（一般）
电子流出的一极
化合价升高的一极
发生氧化反应的一极
阴离子移向的一极
负极
一、原电池的工作原理
CuSO4溶液
CuSO4溶液
电流发生衰减
CuSO4溶液
解决问题的核心：使还原剂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
一、原电池的工作原理
一、原电池的工作原理
通常是装有含琼脂的KCl饱和溶液。盐桥中的K＋、Cl－是可以自由移动，琼胶的固定作用可以防止KCl溶液直接流出来。
盐桥
一、原电池的工作原理
盐桥的作用？请标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向
（1）形成闭合回路
（2）平衡电荷
（3）避免反应物直接接触
随着反应的进行ZnSO4溶液中Zn2+离子浓度增大，为使ZnSO4溶液保持电中性，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液
随着反应的进行CuSO4溶液中Cu2+离子浓度减小，为使CuSO4溶液保持电中性，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液
Cl-
K+
Zn2+
Cu2+
e-
e-
e-
e-
Zn - 2e- Zn2+
Cu2+ + 2e- Cu
Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
二、原电池原理的应用
（1）加快氧化还原反应的速率。
（2）比较金属的活动性强弱。
金属活泼性:
负极>正极
【例】a、b、c、d四种金属片浸入稀硫酸中，用导线连接两两组成原电池。若a、b相连时，电流由a流向b；c、d相连时，d极质量减少；a、c相连时，c极产生大量气泡；a、d相连时，H+移向d极，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为
A.b>a>d>c B.b>d>a>c C.b>a>c>d D.b>d>c>a
二、原电池原理的应用
（3）设计原电池。
（4）用于金属防护。
①Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
②Fe+2Fe3+=3Fe2+
③Cu+2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+
(1)原电池中电流的方向是负极→导线→正极(　　)
(2)原电池中负极发生的反应是还原反应(　　)
(3)锌铜原电池中电子由锌电极经过电解质溶液流向铜电极(　　)
(4)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极(　　)
(5)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属(　　)
×
×
×
√
×
1.判断下列说法是否正确。
2.如下图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(　　)
A.外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B.若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为Zn
C.若两电极都是金属，则它们的活动性为X>Y
D.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
C
（1）电极X的材料是_______；电解质溶液Y是 ；
（2）银电极为电池的 极，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。
盐桥
X
Y溶液
A
CuSO4溶液
电流计
Ag
铜
AgNO3溶液
正
Cu-2e-=Cu2+
2Ag+ +2e-=2Ag
Cu
Ag
3.依据氧化还原反应：2Ag+ +Cu = Cu2++2Ag设计的原电池如右图所示。请回答下列问题：
4.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有含KCl饱和溶液的琼胶）构成一个原电池（如下图）。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　)
①在外电路中,电子由铜电极流向银电极
②正极反应为Ag++e- = Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应
与该原电池反应相同
A.只有①② B.①②④ C.只有②③ D.①③④
B
(1)电极Ⅰ上发生__________(填反应类型)，作_______(填电极名称)。
(2)电极Ⅱ的电极反应式为_________________。
(3)该原电池的总反应式为__________________________。
(4)盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶，其作用是_______________________。
5.如图是某同学设计的原电池装置：
还原反应
正极
Cu－2e－=Cu2＋
2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋
形成闭合回路、平衡电荷

展开更多......

收起↑