第一節(jié)原電池

1、2022年年2月月16日星期三日星期三第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ) 格林太太是位漂亮、開朗、樂觀的婦女。當(dāng)她開懷大笑的時(shí)候 ，人們可以發(fā)現(xiàn)她一口整潔的牙齒中鑲有兩顆假牙：其中一顆是黃金的這是她富有的標(biāo)志；另外一顆是不銹鋼的這是一次車禍后留下的痕跡。 另人百思不解的是，自從車禍后，格林太太經(jīng)常頭痛，夜間失眠、心情煩躁醫(yī)生絞盡腦汁但格林太太的病情仍未好轉(zhuǎn) 一位年輕的化學(xué)家來看望格林太太，并為格林太太揭開了病因?；瘜W(xué)家發(fā)現(xiàn)了什么？你能為格林太太開一個(gè)藥方嗎化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了什么？你能為格林太太開一個(gè)藥方嗎 ？請(qǐng)你當(dāng)醫(yī)生復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧1、原電池是、原電池是_的裝置。的裝置。原電池反應(yīng)的本質(zhì)是原電池反

2、應(yīng)的本質(zhì)是_反應(yīng)。反應(yīng)。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)2、如右圖所示，組成的原電池：、如右圖所示，組成的原電池：（1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為?。┊?dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)：時(shí)：Zn電極是電極是_（填（填“正正”或或“負(fù)負(fù)”）極，）極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)該反應(yīng)是是_(填填“氧化氧化”或或“還原還原”,下同下同)反應(yīng)反應(yīng)Cu電極是電極是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)反應(yīng)（2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為）當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSOCuSO4 4溶液時(shí)：溶液時(shí)： Zn電極電極是是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)；反應(yīng)；C

3、u電極是電極是_極，極，其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)該反應(yīng)_反應(yīng)反應(yīng).負(fù)負(fù)Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正2H+ +2e- =H2還原還原負(fù)負(fù)Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正Cu2+ + 2e - = Cu還原還原氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質(zhì)電解質(zhì)溶液溶液失失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)還原反應(yīng)2H+2e- =H2陰離子陰離子陽離子陽離子總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極負(fù)極正極正極 2H+2e- =H2Zn-2e- =Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）離子方程式）（化

4、學(xué)方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)電極反應(yīng)正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽離子陽離子外電路外電路內(nèi)電路內(nèi)電路陰離子陰離子上圖是我們?cè)诒匦奚蠄D是我們?cè)诒匦?中學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片置于稀中學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片置于稀硫酸的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且硫酸的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這這是什么原因造成的呢？是什么原因造成的呢？造成的主要原因造成的主要原因：由于在銅極上很快就聚集了許多氫：由于在銅極上很快就聚集了許多氫氣泡，把銅極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就

5、增加了電池氣泡，把銅極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就增加了電池的內(nèi)阻，使電流不能暢通。這種作用稱為極化作用。的內(nèi)阻，使電流不能暢通。這種作用稱為極化作用。一、原電一、原電 池的工作原理池的工作原理有沒有什么改進(jìn)措施有沒有什么改進(jìn)措施？ 等鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1 1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸接觸。（2 2）平衡電荷。）平衡電荷。注意注意:電解質(zhì)溶液不能與電解質(zhì)溶液不能與鹽橋中的鹽橋中的溶液反應(yīng)溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀產(chǎn)生沉淀.二、原電池的構(gòu)成條件二、原電池的構(gòu)成條件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一

6、：活潑性不同的兩個(gè)電極活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件二：電極需與電解質(zhì)溶液發(fā)生形成條件二：電極需與電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（不可以）可以可以復(fù)習(xí)回憶復(fù)習(xí)回憶 （1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一）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）作電極種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極 （4）兩個(gè)電極與電解質(zhì)溶液形成）兩個(gè)電極與電解質(zhì)溶液形成閉合電路閉合電路 （3）至少有

7、一個(gè)電極在電解質(zhì)溶液）至少有一個(gè)電極在電解質(zhì)溶液中能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)中能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)組成原電池的條件組成原電池的條件 （2）要有電解質(zhì)溶液）要有電解質(zhì)溶液,且電極要插且電極要插入電解質(zhì)溶液中入電解質(zhì)溶液中根據(jù)前面知識(shí)，你知道了格林太太的病因嗎？應(yīng)該如何對(duì)癥下藥？請(qǐng)你當(dāng)醫(yī)生 原電池的正負(fù)極的判斷方法原電池的正負(fù)極的判斷方法 微觀判斷微觀判斷（根據(jù)電子流動(dòng)方向（根據(jù)電子流動(dòng)方向）電子流出的極電子流出的極電子流入的極電子流入的極負(fù)極負(fù)極正極正極 較活潑的電極材料較活潑的電極材料較不活潑的電極材料較不活潑的電極材料質(zhì)量增加的電極質(zhì)量增加的電極質(zhì)量減少的電極質(zhì)量減少的電極負(fù)極負(fù)極正極正極正極

8、正極負(fù)極負(fù)極工作后，有氣泡冒出的電極為正極工作后，有氣泡冒出的電極為正極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極宏觀判斷宏觀判斷：根據(jù)電極材料根據(jù)電極材料根據(jù)原電池電極根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極有氣泡冒出：根據(jù)電極有氣泡冒出：負(fù)極負(fù)極正極正極ABCD正極正極ZnCuCuFe負(fù)極負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl 練習(xí)練習(xí)1.利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制

9、取氫氣；反應(yīng)制取氫氣；3.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較；進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較；4.電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。三、原電池的主要應(yīng)用三、原電池的主要應(yīng)用5.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象解釋某些化學(xué)現(xiàn)象(1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱例例1下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有溶解，甲上有H2氣

10、放出氣放出B.在氧化在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；C(2)比較反應(yīng)速率比較反應(yīng)速率例例2 下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和粗鋅和 1mol/L 鹽酸；鹽酸；B.A.純鋅和純鋅和1mol/L 硫酸；硫酸；純鋅和純鋅和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗鋅和粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）(3)比較金屬腐蝕的快慢比較金屬腐蝕的快慢例例3下列各情況，在其中下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到片腐蝕由快到

11、慢的順序是慢的順序是(5) (2) (1) (3) (4)(4)判斷溶液判斷溶液pH值變化值變化例例4 在在Cu-Zn原電池中，原電池中，200mLH2SO4 溶液的溶液的濃度為濃度為0.125mol/L , 若工作一段時(shí)間后，若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到從裝置中共收集到 0.168L升氣體，則流升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為過導(dǎo)線的電子為 mol,溶液的溶液的pH值變值變 ？（溶液體積變化忽略不計(jì)）？（溶液體積變化忽略不計(jì)）大大0.015(5)原電池原理的綜合應(yīng)用原電池原理的綜合應(yīng)用例例5：市場(chǎng)上出售的：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋熱敷袋”的主要成分為鐵屑、的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉

12、和水等。炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋熱敷袋”啟啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā)塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在?，F(xiàn)有大量鐵銹存在。1)“熱敷袋熱敷袋”是利用是利用 放出熱量。放出熱量。2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是:3)加入氯化鈉的主要作用是加入氯化鈉的主要作用是:4)木屑的作用是木屑的作用是:鐵被氧化鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液使用

13、使用“熱敷袋熱敷袋”時(shí)受熱均勻時(shí)受熱均勻1. 1.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu2.2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的電解質(zhì)溶液的 pHpHA.A.不變不變 B B先變大后變小先變大后變小 C C逐漸變大逐漸變大 D.D.逐漸變小逐漸變小C練習(xí)練習(xí)3.把把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若導(dǎo)線兩兩相連

14、組成原電池。若a、b相連時(shí)，相連時(shí)，a為負(fù)極；為負(fù)極；c、d相連時(shí)，電流由相連時(shí)，電流由d到到c；a、c相連相連時(shí)，時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡，極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時(shí)，相連時(shí)，b上有上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為到弱的為 Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B4、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是溶

15、液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是 D A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定鐵圈和銀圈左右搖擺不定B. 保持平衡狀態(tài)保持平衡狀態(tài)C. 鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D. 銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜拓展練習(xí)拓展練習(xí)1、若燒杯中溶液為稀硫酸，則、若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象觀察到的現(xiàn)象 兩極反兩極反應(yīng)式為：正極應(yīng)式為：正極 ；負(fù)；負(fù)極極 。該裝置將。該裝置將 能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為 能。能。2、若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶、若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為液，則負(fù)極為 ，總反，總反應(yīng)方程為應(yīng)方程為 。小小 結(jié)結(jié)定義定義:（1）由兩個(gè)半電池組成的鋅銅原電池的工作原理）由兩個(gè)半電池組成的鋅銅原電池的工作原理 原電池原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。2、原電池的工作原理、原電池的工作原理較活潑的金屬發(fā)生較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬電子從較活潑的金屬(負(fù)極負(fù)極)通過外電路流向較不活潑的金屬通過外電路流向較不活潑的金屬(正極正極)。 負(fù)極 正極電子流向電子流向電流流向電流流向（2 2）形成原電池的條件形成原電池的條件（3）原電池的正負(fù)極的判斷方法）原電池的正負(fù)極