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第四章 化学反应与电能
——原电池
2025年12月3日星期三
工作单位：高级中学
任课教师：化学教师
人教版选择性必修一
复习回顾
在必修二化学反应与能量章节我们已经学过了原电池的基础知识，原电池的概念是什么？
原电池的基本概念
构
成
条
件
原电池：把化学能转化为电能的装置
实验装置 构成条件
A
Zn
Cu
稀H2SO4
两个导电材料作电极
电极插入电解质溶液中
两极和溶液构成闭合回路
存在自发进行的氧化还原反应
判断下列装置能否构成原电池，并指明原因
课堂练习
A
Zn
Zn
稀H2SO4
Zn
Cu
稀H2SO4
A
Zn
Cu
酒精溶液
A
Ag
Cu
稀H2SO4
H+
H+
SO42-
Zn2+
原电池的工作原理
Zn
Cu
e-
e-
电极材料 锌电极 铜电极
价态变化
反应类型
电子流向
离子流向
电极反应
电极名称
电极现象
升高
氧化反应
电子流出
阴离子流向
Zn 2e =Zn2+
负极
质量减少
降低
还原反应
电子流入
阳离子流向
2H++2e =H2↑
正极
产生气泡
工作原理
正负极的判断
A
Fe
C
NaCl溶液
判断下列原电池的正负极，并说明理由
A
eˉ
A
H+
A
O2
装置的缺陷
Zn
Cu
CuSO4溶液
电流逐渐衰减
氧化剂与还原剂直接接触
如何改进实验装置来克服这一缺陷呢？
【实验4-1】
将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个装有KCl饱和溶液和琼胶的盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象，取出盐桥，观察电流表的指针有何变化。
实验活动
K+
K+
Clˉ
Clˉ
盐桥电池的工作原理
CuSO4溶液
ZnSO4溶液
Zn
Cu
盐桥
KCl饱和溶液的琼胶
Zn2+
电极材料 锌电极 铜电极
电极反应
电子流向
离子流向
电极名称
电极现象
盐桥作用
电子流出
Cl 流向
Zn 2e =Zn2+
负极
逐渐溶解
电子流入
K+流向
Cu2++2e =Cu
正极
生成红色物质
形成闭合回路，平衡两侧电荷
e-
e-
铜锌原电池可看作由发生氧化或还原反应的两个半电池构成
工作原理
KI溶液
原电池原理的应用
将反应: 2Fe3+ + 2I ═ 2Fe2+ + I2 设计成原电池，画出装置图
石墨
石墨
盐桥
KCl饱和溶液的琼胶
FeCl3溶液
设计原电池
原电池原理的应用
加快反应速率
锌和稀硫酸反应制氢气时，滴加几滴CuSO4溶液
稀H2SO4
形成微电池，加快反应速率
原电池原理的应用
比较金属的活泼性
实验装置
实验现象 a极质量增加 b极有气泡产生 d极有气泡产生 电流从a极流出
b
c
稀硫酸
A
a
d
稀硫酸
A
c
d
稀硫酸
A
a
b
AgNO3溶液
判断金属活动性由强到弱的顺序为__________
b>c>d>a
常见原电池分析
实验装置 电极材料 Mg电极 Al电极
电极名称
反应类型
电子流向
离子流向
负极反应
正极反应
电极现象
pH变化
正极
还原反应
电子流入
阳离子流向
Al 3e +4OH =Al(OH)4
产生气泡
增大
负极
氧化反应
电子流出
阴离子流向
2H2O+2e =H2↑+2OH
逐渐溶解
减小
A
Mg
Al
NaOH溶液
常见原电池分析
实验装置 电极材料 Fe电极 Cu电极
电极名称
反应类型
电子流向
离子流向
负极反应
正极反应
电极现象
负极
氧化反应
电子流出
阴离子流向
Fe 2e =Fe2+
逐渐溶解
正极
还原反应
电子流入
阳离子流向
NO3 +3e +4H+ =NO↑+2H2O
产生气泡
A
Fe
Cu
稀硝酸
常见原电池分析
实验装置 电极材料 Fe电极 Cu电极
电极名称
反应类型
电子流向
离子流向
负极反应
正极反应
电极现象
正极
还原反应
电子流入
阳离子流向
Cu 2e =Cu2+
红棕色气体
负极
氧化反应
电子流出
阴离子流向
NO3 +e +2H+ =NO2↑+H2O
逐渐溶解
A
Fe
Cu
浓硝酸
常见原电池分析
实验装置 电极材料 Mg电极 石墨电极
电极名称
反应类型
电子流向
离子流向
负极反应
正极反应
电极现象
负极
氧化反应
电子流出
阴离子流向
Mg 2e =Mg2+
逐渐溶解
正极
还原反应
电子流入
阳离子流向
H2O2+2e +2H+ =2H2O
无现象
A
Mg
C
H2O2、H+
常见原电池分析
实验装置 电极材料 Zn Ag2O
电极名称
反应类型
电子流向
离子流向
负极反应
正极反应
电极现象
pH变化
负极
氧化反应
电子流出
阴离子流向
Zn 2e +2OH =Zn(OH)2
质量增加
减小
正极
还原反应
电子流入
阳离子流向
Ag2O+2e +H2O =2Ag+2OH
质量减少
增大
A
Zn
Ag2O
KOH溶液
常见原电池分类分析
实验装置 电极材料 石墨a 石墨b
电极名称
反应类型
电子流向
离子流向
负极反应
正极反应
电极现象
正极
还原反应
电子流入
K+离子流向
Fe2+ e =Fe3+
紫色变浅
负极
氧化反应
电子流出
SO42 离子流向
MnO4 +5e +8H+ =Mn2++4H2O
黄色加深
Fe2(SO4)3
石墨a
KMnO4
A
石墨b
盐桥
MnSO4
H2SO4
FeSO4
K2SO4
常见原电池分类分析
实验装置 电极材料 Pb PbO2
电极名称
反应类型
电子流向
离子流向
负极反应
正极反应
电极现象
负极
氧化反应
电子流出
SO42 离子流向
Pb + SO42 2e = PbSO4
质量增加
正极
还原反应
电子流入
H+离子流向
PbO2 + SO42 + 2e + 4H+ = PbSO4+2H2O
质量增加

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