原電池工作原理

第三單元

化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化

第一課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一、原電池1、概念：化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池電子的轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)電流CuZn稀硫酸---Zn2+H+H+分析下面原電池的正負(fù)極、電極反應(yīng)、工作原理、離子流向負(fù)極正極e-1.銅片的作用是什么？可以用石墨代替嗎?2.有人說在銅鋅原電池中，活潑金屬失去電子，不活潑金屬得到電子。這種說法正確嗎？CuZn---Zn2+H+H+負(fù)極正極SO42-2、簡(jiǎn)易原電池工作原理較活潑的金屬在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電子從負(fù)極通過外電路流向較不活潑的金屬正極,而電解質(zhì)中的陽離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

3、形成簡(jiǎn)易原電池的條件1.兩種不同的金屬（或一種金屬與石墨）作電極2.插入電解質(zhì)溶液里3.形成閉合回路構(gòu)成原電池的化學(xué)反應(yīng)有何特點(diǎn)？思考【提示】必須是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，發(fā)生的反應(yīng)必定是放熱反應(yīng)，即反應(yīng)的焓變小于零。4.自發(fā)氧化還原反應(yīng)【制作簡(jiǎn)易原電池】DIY--doityourselfZn

在如下圖所示的8個(gè)裝置中，屬于原電池的有

.④⑥⑦e課堂練習(xí):CuZn稀硫酸---Zn2+H+H+負(fù)極正極e-在負(fù)極鋅棒失去電子形成鋅離子,逐漸溶解.在正極銅棒上會(huì)有無色氣體產(chǎn)生.但是由于他們處在稀硫酸中,鋅不可避免會(huì)與硫酸反應(yīng)，利用效率降低,而且使產(chǎn)生的電流不穩(wěn)定，帶來的損耗，持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)。缺點(diǎn)效率較低.溫度會(huì)變.產(chǎn)生的電流較不穩(wěn)定

[設(shè)疑]請(qǐng)根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)猜想Zn與CuSO4溶液的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以證明。預(yù)測(cè)Ｐ１２[實(shí)驗(yàn)1]的現(xiàn)象和結(jié)論

現(xiàn)象:鋅粉溶解,有紅色物質(zhì)析出,溫度迅速上升.結(jié)論:Zn+Cu2+＝Zn2++Cu化學(xué)能熱能根據(jù)原電池形成條件，請(qǐng)嘗試把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池。Zn+Cu2+＝Zn2++CuZnCu硫酸銅溶液能否找出一個(gè)方法解決這類原電池的缺點(diǎn)？預(yù)測(cè)該原電池的現(xiàn)象和結(jié)論

現(xiàn)象:鋅片變細(xì),銅上有紅色物質(zhì)析出,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).結(jié)論:化學(xué)能電能Zn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+＝Zn2++Cu2e-Cu2++2e-=Cu原電池的工作原理1、負(fù)極：2、正極：3、電子流向：4、電流流向：5、離子流向：

Zn-2e＝Zn2+Cu2++2e＝CuZn→導(dǎo)線→CuCu→Zn陽離子定向移動(dòng)到正極陰離子定向移動(dòng)到負(fù)極該電池與簡(jiǎn)易的原電池比較，有哪些地方不同？1、反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)2、鹽橋思考

鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液的瓊脂。思考：1、鹽橋的作用是什么？（1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。（2）平衡電荷思考：2、

此電池的優(yōu)點(diǎn)？此電池的優(yōu)點(diǎn):能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。

利用Zn+Fe2+=Zn2++Fe設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。負(fù)極：Zn–2e-=Zn2+

正極：Fe2++2e-=Fe

FeZnFeSO4ZnSO4ZnFeFeSO4拓展探究4、設(shè)計(jì)原電池的思路如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接做負(fù)極；如為氣體(如H2)或溶液中的還原性離子，可用惰性電極(如Pt、碳棒)做負(fù)極。發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料必須不如負(fù)極材料活潑。外電路用導(dǎo)線連通，可以接用電器內(nèi)電路是將電極浸入電解質(zhì)溶液中，①根據(jù)負(fù)極氧化、正極還原寫出電極反應(yīng)式前提：是氧化還原反應(yīng)②確定電極材料：一般選擇題目中的溶液（含氧化劑的電解質(zhì)溶液），設(shè)計(jì)成含鹽橋的原電池，應(yīng)選擇相應(yīng)的電解質(zhì)溶液③電解質(zhì)溶液：④構(gòu)成閉合回路：

練習(xí)：利用2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，寫出電極反應(yīng)。正極：2Fe3＋＋2e-=2Fe2+

負(fù)極：Cu-2e-=Cu2+CCu

FeCl3在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液為什么能使產(chǎn)生H2的速率加快？[學(xué)生交流]【提示】因?yàn)閆n＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的銅與鋅在稀H2SO4中構(gòu)成原電池，可以加快反應(yīng)速率。原電池應(yīng)用1形成原電池可以加快化學(xué)反應(yīng)速率設(shè)計(jì)原電池如何保護(hù)鐵閘和輪船船體？[學(xué)生交流]【提示】如要保護(hù)一個(gè)鐵閘，可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連，使鋅做原電池的負(fù)極，鐵閘做正極；在輪船船體外殼鑲上部分鋅塊可以達(dá)到保護(hù)輪船船體的作用。原電池應(yīng)用2應(yīng)用于金屬防腐把a(bǔ)、b、c、d四種金屬片浸泡在稀H2SO4中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，c為負(fù)極；a、c相連時(shí)，c為正極；b、d相連時(shí)，b為正極，則這四種金屬活動(dòng)性順序由大到小為（）A．a(chǎn)>b>c>d B．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b>d D．b>d>c>aB原電池應(yīng)用3比較金屬的活潑性的大小原電池正負(fù)極的判斷方法：一.由組成原電池的兩極材料判斷

一般較活潑的是負(fù)極（氧化還原反應(yīng)中的還原劑）二.根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷

電子流出一極是負(fù)極三.根據(jù)內(nèi)電路離子的移動(dòng)方向判斷

陽離子移動(dòng)到正極陰離子移動(dòng)到負(fù)極四.根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷

正極發(fā)生氧化反應(yīng)、負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)五.根據(jù)電極現(xiàn)象判斷

一般質(zhì)量減少的為負(fù)極，質(zhì)量增加或有氣泡冒出的一般為正極1.下列說法正確的是（）A．原電池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置B．原電池中電子流出的一極是正極,發(fā)生氧化反應(yīng)C．原電池的兩極發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)D．形成原電池后，原電池中的陽離子向正極移動(dòng)D練一練2．由銅、鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的酸性（）

A．不變B．先變小，后變大C．逐漸變大 D．逐漸變小3．對(duì)原電池的電極名稱，下列敘述中錯(cuò)誤的是（）

A．電子流入的一極為正極

B．比較不活潑的一極為正極 C．電子流出的一極為負(fù)極

D．發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為