4.1 原電池-高二化學人教版選修422

化學能和其它形式的能量是可以相互轉換的，而且嚴格遵循能量守恒定律。

化學能與熱能可通過化學反應可以直接轉換，化學能與電能則必須通過一定的裝置轉換。

從反應物與電流的關系來區(qū)分，電化學反應過程（及其裝置）可以分成兩類：產生電流的反應（發(fā)生在化學電池中，是自發(fā)的，向外輸送能量）和借助電流而發(fā)生的反應(發(fā)生在電解池中，有外界輸入的能量推動)。

電化學應用廣泛，在分析、合成領域應用廣泛，由此形成的工業(yè)也很多，如電解、電鍍、電冶金、電池制造等。

電化學electrochemistry形形色色的電池種類繁多的用電器組織建設第一節(jié)原電池第四章

電化學基礎發(fā)生氧化反應Zn－2e-＝Zn2+

銅鋅原電池電解質溶液失e-,沿導線傳遞，有電流產生發(fā)生還原反應2H+＋2e-＝H2↑陰離子移向陽離子移向負極正極

【正極反應】2H+＋2e-＝H2↑【負極反應】Zn－2e-＝Zn2+【電池總反應】Zn＋2H+＝Zn2+＋H2↑Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑（離子方程式）（化學方程式）【電極反應】（氧化反應）（還原反應）1．原電池工作原理一、Cu-H2SO4(aq)-Zn原電池（必修2-單液池）

【實驗現(xiàn)象1】鋅片溶解、銅片附近有氣泡產生，電流計指針偏轉。（理論）

【實驗現(xiàn)象2】鋅片溶解（有少量氣泡）、銅片附近有氣泡產生，電流計指針偏轉。（實際-純鋅）

【實驗現(xiàn)象3】鋅片溶解（有大量氣泡）、銅片附近有氣泡產生，電流計指針偏轉。（實際-含雜質粗鋅）2．原電池實驗現(xiàn)象3．原電池的改進

左圖是原電池，如果用它做電源，效率比較低，時間稍長電流就很快減弱，不適合實際應用。

（1）這是什么原因造成的呢？

（2）有沒有什么改進措施？ACuSO4鋅片

銅片還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸能產生電流嗎？為什么？怎么解決？（1）鹽橋的成分：飽和的KCl溶液和瓊脂（2）鹽橋的作用：①可使由它連接的兩溶液保持電中性。②保障整個電路閉合，維持反應進行。③轉移離子，溝通內電路。認識鹽橋

【實驗4-1】裝置如圖4-1所示，用一個充滿電解質溶液的鹽橋，裝置有鋅片的ZnSO4溶液和銅片用導線連接，并在中間串聯(lián)一個電流表，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。取出鹽橋，又發(fā)生了什么現(xiàn)象？原電池工作原理示意圖電子導體離子導體相同點：氧化還原反應原理；兩個電極；都能產生電流；外電路均

是電子的定向移動，內電路均是離子的定向移動。不同點：1．兩個半反應在同一區(qū)域進行，電流不穩(wěn)定。

2．兩個半反應在不同區(qū)域進行，電流持續(xù)、穩(wěn)定。二、（鹽橋）雙液原電池的工作原理

（1）把氧化反應和還原反應分開在不同區(qū)域進行鋅半電池銅半電池（2）原電池的正負極的判斷（3）電解質溶液和電極材料的選擇

燒杯中的電解質溶液應與電極材料具有相同的陽離子原電池正負極的判斷判斷依據(jù)電子流向電流流向離子移向電極反應電極現(xiàn)象電極材料負極正極較活潑金屬較不活潑金屬（非金屬）電子流出電子流入電流流入電流流出陰離子移向陽離子移向氧化反應還原反應電極減輕電極增重或有氣泡產生

正

（3）外電路中的電子從______________電極流向______________電極。

判斷右邊原電池的正、負極，并寫出電極反應式。

負極：Cu－2e-＝Cu2+正極：2Fe3+

＋2e-＝2Fe2+

Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2先寫出總反應：拆成離子方程式：Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋2Fe2＋根據(jù)化合價升降判斷正負極三、電極方程式的書寫1．簡單原電池電極方程式的寫法CuCFeCl3溶液總反應方程式負極：2Al－6e－＝2Al3+2Al3+＋8OH-＝2AlO2-＋4H2O負極總反應：2Al＋8OH-

－6e－＝2AlO2-＋4H2O正極：總反應－負極反應6H2O＋6e－＝6OH—＋3H2↑離子方程式2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑根據(jù)化合價升降判斷正負極2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑NaOH溶液Mg

Al2．復雜原電池電極方程式的書寫1、根據(jù)氧化還原反應電子轉移判斷電極反應2、根據(jù)電極反應確定合適的電極材料和電解質溶液利用Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu，設計一個原電池

【科學探究】原電池的設計FeSO4FeCuCuSO4ACuSO4FeCu利用反應Zn＋2FeCl3＝2FeCl2＋ZnCl2

設計出原電池，并寫出電極反應

G

Zn

PtFeCl3溶液負極：Zn－2e-＝Zn2+（氧化反應）正極：2Fe3+＋2e-＝2Fe2+（還原反應）鹽橋ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液

G

1．利用原電池原理設計新型化學電池2．改變化學反應速率，如實驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣3．進行金屬活動性強弱比較4．保護金屬不受腐蝕，即將金屬作為原電池的正極而受到保護四、原電池原理的應用5．解釋某些化學現(xiàn)象

B2．把a、b、c、d四塊金屬浸泡在稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池．若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，c為負極；a、c相連時，c為正極；b、d相連時，b為正極．則這四種金屬的活動性順序由大到小為（

）

A．a＞b＞c＞d

B．a＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞d

D．b＞d＞c＞aB3．（2021·安徽·高二月考）NO2是大氣的主要污染物之一，某研究小組設計如圖所示的裝置對NO2進行回收利用，裝置中a、b均為多孔石墨電極。下列說法