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原电池的工作原理
第1课时
第
1
章
　
第
2
节
1.理解原电池的工作原理，能根据电极反应、电流方向或离子的移动方向判断原电池的正极和负极(重、难点)。
2.能设计简单的原电池并能理解原电池工作原理的应用。
学习目标
电池在生活中的应用很广泛，那电池究竟是一种什么样的装置？电池工作时，装置中发生了什么变化？
新课导入
内
容
索
引
目标一　原电池的工作原理
目标二　原电池工作原理的应用
< 目标一 >
原电池的工作原理
1.实验探究锌铜原电池的工作原理
1.实验探究锌铜原电池的工作原理
(1)实验现象：
均产生电流，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，检流计指针发生偏转。
(2)实验结论：
两种装置均能构成原电池，将化学能转化成电能。
(3)分析上述原电池的工作原理
分析上述电池的工作原理：
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
Cu2+
Cu2+
A
e-
－
+
负极
正极
Zn－2e－===Zn2＋
氧化反应
Cu2＋＋2e－===Cu
还原反应
阳离子移向正极，阴离子移向负极
电子由锌极通过导线流向铜极
总反应：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
盐桥：构成闭合回路，使离子通过，传导电流
负极 正极
电极材料
电极反应
反应类型
电池总反应
电子流向
离子移向
(3)分析上述原电池的工作原理
锌片
铜片
Zn-2e-===Zn2+
Cu2++2e-===Cu
氧化反应
还原反应
Zn+Cu2+===Cu+Zn2+
由锌极通过导线流向铜极
阳离子移向正极，阴离子移向负极
(4)根据以上实验探究回答下列问题：
①盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼脂)中离子移动方向： 移向ZnSO4溶液， 移向CuSO4溶液。盐桥在原电池装置中的作用是______________
。
Cl-
K+
形成闭合回路，
平衡电荷，产生稳定电流
②对比图Ⅰ与图Ⅱ两个装置，能更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是_______________________________________________________
。
图Ⅱ
图Ⅰ装置中负极直接与CuSO4溶液接触，导致部分化学能转化
为热能，产生的电流强度小
2.原电池
(1)定义：
把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件
反应
电极
离子导体
回路
自反进行的氧化还原反应(能对外界释放能量)
两个活泼性不同的电极
电解质溶液或熔融电解质
形成闭合回路
内电路：电解质溶液(作离子导体)
外电路：导线(作电子导体)
Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
(1)理论上，任何的氧化还原反应都可设计成原电池
(2)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极
(3)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生
(4)一般来说，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池效率高
×
×
√
√
1.正误判断
(5)利用图1能实现Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑
(6)图2能证明锌与硫酸铜反应过程中有电子转移
√
×
2.(1)下列反应理论上能设计成原电池的是　　　(填序号，下同)。
①HCl+NaOH===NaCl+H2O　ΔH<0
②2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH<0
③4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH<0
②③
(2)下列装置中，能构成原电池的是　　　　，能构成原电池的指出电极的名称并写出电极反应式。
①②⑤
答案　①Cu是正极：2H++2e-===H2↑；
Fe是负极：Fe-2e-=== Fe2+。
②Zn是负极：Zn-2e-===Zn2+；
Fe是正极：Cu2++2e-===Cu。
⑤Ag是正极：2Ag++2e-===2Ag；
Cu是负极：Cu-2e-===Cu2+。
原电池中正、负极的判断
归纳总结
判断依据 负极 正极
电子流动方向 电子流出极 电子流入极
电解质溶液中阴、阳离子定向移动的方向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极
电流方向 电流流入极 电流流出极
两极发生的反应 失电子，发生氧化反应 得电子，发生还原反应
电极材料 一般是活动性较强的金属 活动性较弱的金属或能导电的非金属
< 目标二 >
原电池工作原理的应用
1.加快化学反应速率
当试管a中滴入少量CuSO4溶液后，观察到其中产生气泡的速率较试管b中的　　，其原因是
________________________________________
___________________________________。
快
CuSO4溶液与锌发生置换反应生成Cu，从而形成微小锌铜原电池，加快产生H2的速率
2.比较金属的活动性强弱
一般来说，负极金属的活动性强于正极金属。
根据现象判断出原电池的正、负极，金属的活动性：负极强于正极。
3.设计原电池的一般思路
(1)将氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应两个半反应
(2)确定正、负极选择电极材料
还原剂(一般为比较活泼的金属)为负极，比较不活泼的金属或惰性电极为正极
(3)用导线连接两个电极并插入电解质溶液中形成闭合回路
如果两个半反应分别在两个容器中进行，中间应用盐桥连接
1.某单液原电池的总反应为Cu+2Ag+===Cu2++2Ag，下列关于该反应的电池设计正确的是
A.正极材料为Cu，电解质溶液为CuCl2
B.负极材料为Ag，电解质溶液为AgNO3
C.正极材料为C，电解质溶液为AgNO3
D.负极材料为Cu，电解质溶液为CuSO4
√
实验装置
部分实验现象 a极质量减小，b极质量增加 b极有气体产生，c极无变化 d极溶解，c极有气体产生 电流从a极流向d极
2.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
由此可判断这四种金属的活动性顺序是　　　　。
d>a>b>c
金属活动性：a>b
金属活动性：b>c
金属活动性：d>c
活动性：d>a
3.利用反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2，设计一个原电池装置。
(1)在下图方框中画出两种原电池装置图，标明电极材料和电解质溶液。
单液原电池装置图
带盐桥的双液原电池装置图
(说明：正极材料除石墨外，还可以用银、金、铂等)
(2)写出电极反应式。
负极：　　　 　。
正极：　　　 　。
Cu-2e-===Cu2+
2Fe3++2e-===2Fe2+
1.下列方法可以加快铁和稀硫酸的反应速率的是
A.加入少量ZnSO4固体
B.加入少量水
C.加入少量CuSO4固体
D.用98%的浓硫酸代替稀硫酸
√
自我测试
2.某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L-1稀硫酸中，乙同学将电极放入6 mol·L-1 NaOH溶液中，如图所示。
(1)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_____
(填写元素符号，下同)活动性更强，而乙会判断出　　活动性更强。
由此实验，可得到的结论是_______________________________________
　　　 　　　 　。
Mg
Al
利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质
(2)题述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法　　　　(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案：___________________
　　　　 　 　　　。
不可靠
在两电极之间连上
一个电流表，测电流方向，判断原电池的正、负极
本课结束
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