原電池的工作原理 高二上學期化學蘇教版（2019）選擇性必修1

選擇性必修一學化JS第二單元化學能與電能的轉(zhuǎn)化1原電池的工作原理請回顧必修第二冊所學的原電池，討論其裝置特點。溫故知新1.原電池構(gòu)成的條件（1）有能自發(fā)進行的氧化還原反應（2）活動性不同的兩導體作電極：①活動性不同的金屬或非金屬導體（如石墨）②兩相同的導體（如Pt黑）但吸附有不同的物質(zhì)導致其活動性不同（3）有電解質(zhì)溶液；（4）形成閉合回路電解質(zhì)溶液失e-，沿導線流向正極負極正極氧化反應還原反應2.原電池工作原理陰離子陽離子書寫該原電池的電極反應式：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝Cu負極正極Zn+Cu2+

＝Zn2++Cu電池反應電極材料與電解質(zhì)溶液接觸，即沒有將氧化劑與還原劑分開，不易控制工作時，鋅片也和硫酸銅反應，生成銅單質(zhì)，原電池的電動勢很快降低，電壓不穩(wěn)定CuSO4溶液原因：該原電池在工作中有何缺點？如何改進缺點？CuSO4溶液將氧化劑和還原劑分開，鋅片與硫酸銅不直接接觸在化學必修內(nèi)容學習的基礎上，我們通過下列實驗進一步研究原電池的工作原理。實驗探究完成下列實驗探究活動，分析鋅與硫酸銅溶液反應中的能量轉(zhuǎn)化。【實驗1】向一只燒杯中加入1.0mol·L－1CuSO4溶液30mL，再加入適量鋅粉，用溫度計測量溶液的溫度，觀察溫度的變化?！緦嶒?】如圖1-8，向兩只燒杯中分別加入30mL1.0mol·L－1CuSO4溶液和30mL1.0mol·L－1ZnSO4溶液，將用導線與電流計相連接的鋅片和銅片分別插入ZnSO4和CuSO4溶液中，將鹽橋（注：鹽橋中通常是裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，離子在鹽橋中能移動）兩端分別插入兩只燒杯內(nèi)的電解質(zhì)溶液中，觀察實驗現(xiàn)象。取出鹽橋，再觀察實驗現(xiàn)象。1、如果按下圖所示,將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液分別通過導線與電流計連接，會形成原電池嗎？為什么？ZnSO4ZnCuCuSO4A【思考】不會有電流產(chǎn)生，因為沒有形成閉合回路。2、在連個燒杯之間加一個聯(lián)通裝置，觀察現(xiàn)象。ZnSO4ZnCuH2SO4A有穩(wěn)定的電流產(chǎn)生，形成原電池裝置。聯(lián)通兩個燒杯的裝置，叫做鹽橋。鹽橋的作用？1、導電，形成閉合回路。2、提供離子，平衡電荷。注意：若撤去鹽橋或?qū)Ⅺ}橋換成導線，則不能構(gòu)成閉合回路。1.分析圖1-9，寫出實驗2中發(fā)生反應的化學方程式和離子方程式。2.指出實驗1和實驗2中能量變化的主要形式。金屬鋅與硫酸銅溶液的反應為：Zn(s)＋Cu2＋(aq)=Zn2＋(aq)＋Cu(s)ΔH=－216.81kJ·mol－1在通常情況下，該反應過程中化學能轉(zhuǎn)化為熱能。如果該反應在原電池中進行，化學能將轉(zhuǎn)化為電能。在如圖1-8的銅鋅原電池中，鋅片為負極，Zn失去電子，被氧化成Zn2＋進入ZnSO4溶液，鋅片逐漸溶解。負極的電極反應式如下：Zn－2e－=Zn2+銅片為正極，鋅片上釋放的電子經(jīng)過導線流向銅片，CuSO4溶液中的Cu2＋從銅片上得到電子，被還原成金屬銅并沉積在銅片上。正極的電極反應式如下：Cu2＋＋2e－=Cu在反應中，鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，使兩電解質(zhì)溶液均保持電中性，氧化還原反應得以繼續(xù)進行。銅鋅原電池中發(fā)生的電池總反應式為：從上述實驗可以看出，原電池由兩個半電池組成。半電池包括電極材料和電解質(zhì)溶液，兩個隔離的半電池通過鹽橋連接起來。在原電池中，負極上發(fā)生氧化反應，給出電子；正極上發(fā)生還原反應，得到電子。電流通過導線由原電池的正極流向負極，即電子由負極流向正極。雙液原電池的工作原理ZnSO4ZnCuH2SO4A負極Zn－2e-＝Zn2+e-e-Cu2++2e-＝Cu正極Zn2+Cl-K+Cu2+陽離子→正極陰離子→負極Cl－→負極K+→正極實驗探究根據(jù)離子反應Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋設計一個原電池，并與同學討論解決下列問題。1.畫出原電池構(gòu)造示意圖，并指出正、負極。2.寫出該原電池的電極反應式。負極：正極：3.參考畫出的示意圖，制作原電池并檢測電流。4.你還能設計其他原電池嗎？將你的設計方案與同學交流。①將氧化還原反應拆成氧化反應和還原反應兩個半反應，分別作原電池的負極和正極的電極反應式②確定電極材料負極：Fe－2e-====Fe2+正極：Cu2+

+2e-==Cu先確定負極材料，負極材料一般是對應的金屬單質(zhì)。然后再確定正極材料。正極材料沒有負極活潑。③確定電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應。④構(gòu)成閉合回路CuSO4溶液FeFeSO4FeCuCuSO4A1.下列敘述中，可以說明金屬甲比金屬乙活潑性強的是()C.用甲、乙作電極組成原電池時，甲作負極A.甲和乙用導線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2放出B.在氧化還原反應中，甲比乙失去的電子多D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強C課堂訓練2.依據(jù)氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如圖所示。請回答下列問題：(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是___________；(2)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應為_________________X電極上發(fā)生的電極反應為_________________；(3)外電路中的電子是從_______電極流向________電極。銅(或Cu)AgNO3溶液正Ag＋＋e－

=AgCu-2e－

=Cu2＋負(Cu)正(Ag)鹽橋XYCuSO4溶液電流計AgA3.判斷下列原電池的正、負極，并寫出電極反應式和電池反應式?！舅伎肌?/p>

1、越活潑的金屬一定作負極嗎？2、歸納電極反應式的書寫方法負極：2Al+8OH－－6e-==2AlO2-+4H2O正極：6H2O+6e-==6OH-+3H2↑總反應：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑稀硫酸負極：Mg－2e-==Mg2+

正極：2H++2e-==H2↑總反應：Mg+2H+==Mg2++H2↑原電池正、負極的判斷方法：（1）根據(jù)