原電池原理示范課

學(xué)習(xí)目的：體驗(yàn)化學(xué)能與電能互相轉(zhuǎn)化的探究過程；進(jìn)一步理解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的條件；能夠?qū)懗鲭姌O反映式和電池反映方程式.第四章電化學(xué)基礎(chǔ)

第一節(jié)原電池復(fù)習(xí)回想1、原電池是____________________的裝置。原電池反映的本質(zhì)是_______________反映。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反映2、如右圖所示，構(gòu)成的原電池：（1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)：Zn電極是____（填“正”或“負(fù)”）極，其電極反映為_______________，該反映是______（填“氧化”或“還原”，下同）反映；Cu電極是______極，其電極反映為___________,該反映是_________反映。負(fù)Zn－2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑還原（2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液時(shí)：Zn電極是____極，其電極反映為___________，該反映是________反映；Cu電極是____極，其電極反映為_______________,該反映_________反映.負(fù)Zn－2e-=Zn2+氧化正Cu2++2e-=Cu還原硫酸銅溶液（能夠）（能夠）（能夠）（不能夠）形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等復(fù)習(xí)回想:3。判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么？形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件三：必須形成閉合回路（2）構(gòu)成原電池的條件

（1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。

（2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。

（3）兩極相連形成閉合電路。（4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反映。一、對鋅銅原電池工作原理的進(jìn)一步探究上面的7號(hào)裝置，如何才能形成原電池呢？一、對鋅銅原電池工作原理的進(jìn)一步探究？提出問題：上圖是原電池，如果用它做電源，不僅效率低，而且時(shí)間稍長電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么因素造成的呢？有無什么改善方法？硫酸銅溶液造成的重要因素：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，在反映一段時(shí)間后，難以避免溶液中有銅離子在鋅片表面直接還原，一旦有少量的銅在鋅片表面析出，即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在負(fù)極鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度削弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不在構(gòu)成原電池了，也就沒有電流在產(chǎn)生。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)以下圖（書P71圖4-1）所示的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？改善后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是什么？參考教材72頁得出結(jié)論鹽橋的作用：（1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，替代兩溶液直接接觸。（2）平衡電荷。在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離子遷移完畢的。Zn失去電子形成的Zn2+進(jìn)入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而帶正電荷。同時(shí)，CuSO4則由于Cu2+變?yōu)镃u，使得SO42-相對較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會(huì)制止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。由于鹽橋（如KCl）的存在，其中陰離子Cl-向ZnSO4溶液擴(kuò)散和遷移，陽離子K+則向CuSO4溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，始終到鋅片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+幾乎完全沉淀下來。若電解質(zhì)溶液與KCl溶液反映產(chǎn)生沉淀，可用NH4NO3替代KCl作鹽橋。上述原電池裝置是將什么反映的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的？指出電池的正負(fù)極，并分別寫出其中負(fù)極和正極的電極反映式以及該電池的總反映方程式。負(fù)極（鋅片）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反映）正極（銅片）：Cu2++2e-=Cu（還原反映）電池反映（總化學(xué)方程式）：Zn+Cu2+=Zn2++Cu電池符號(hào)：

Zn︱ZnSO4‖

CuSO4

︱Cu負(fù)極鹽橋正極二、由兩個(gè)半電池構(gòu)成原電池的工作原理（1）把氧化反映和還原反映分開在不同區(qū)域進(jìn)行，再以適宜方式連接，能夠獲得電流。在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。（2）電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇（電池的電極必須導(dǎo)電）電解質(zhì)溶液普通要能夠與負(fù)極發(fā)生反映。但若是兩個(gè)半反映分別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)與電極材料含有相似的陽離子。①活潑性不同的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極②金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨棒作正極③金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負(fù)極，PbO2作正極④惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt請根據(jù)氧化還原反映:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設(shè)計(jì)成原電池。你有哪些可行方案?負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：CuCu–2e-=Cu2+比Cu不活潑的金屬或石墨2Fe3++2e-=2Fe2+

Fe2(SO4

)3、FeCl3等若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶液又是什么？試畫出原電池的裝置簡圖。練習(xí)：鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽離子（）A移向Zn極，陰離子移向Cu極B移向Cu極，陰離子移向Zn極C和陰離子都移向Zn極D和陰離子都移向Cu極B

下列裝置中電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（）C（3）原電池的正負(fù)極的判斷辦法

微觀判斷（根據(jù)電子流動(dòng)方向）電子流出的極電子流入的極——負(fù)極——正極較活潑的電極材料較不活潑的電極材料——負(fù)極——正極宏觀判斷：①根據(jù)電極材料②根據(jù)原電池電極發(fā)生的反映——負(fù)極——正極發(fā)生氧化反映的極發(fā)生還原反映的極③根據(jù)電極增重還是減重④根據(jù)電極有氣泡冒出：質(zhì)量增加的電極工作后質(zhì)量減少的電極——正極——負(fù)極工作后，有氣泡冒出的電極為正極1.把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連構(gòu)成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性次序由強(qiáng)到弱的為()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>d