電池的工作原理課件

原電池的工作原理原電池的工作原理1電化學(xué)：指研究化學(xué)能與電能之間相互轉(zhuǎn)換的裝置、過程和效率的科學(xué)。過程及裝置分按電化學(xué)反應(yīng)2.由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置(如:電解池)｛1.由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置(如:原電池等)知識回顧：電化學(xué)：指研究化學(xué)能與電能之間相互轉(zhuǎn)過程及裝置分按電化學(xué)反應(yīng)2探究一：預(yù)測Ｐ１3[實驗1]的現(xiàn)象和結(jié)論

現(xiàn)象:鋅粉溶解,有紅色物質(zhì)析出,溫度計顯示溫度迅速上升.結(jié)論:Zn+Cu2+＝Zn2++Cu化學(xué)能熱能探究一：預(yù)測Ｐ１3[實驗1]的現(xiàn)象和結(jié)論現(xiàn)象:鋅粉溶解,3探究二：預(yù)測Ｐ１3[實驗2]的現(xiàn)象和結(jié)論

現(xiàn)象:鋅片變細,銅片變粗,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).結(jié)論:化學(xué)能電能Zn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+＝Zn2++Cu2e-Cu2++2e-=Cu探究二：預(yù)測Ｐ１3[實驗2]的現(xiàn)象和結(jié)論現(xiàn)象:鋅片變細,4一、原電池1、定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。一、原電池1、定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。5a、構(gòu)成條件：2、原電池的工作原理(1)有兩個活性不同的電極(2)有電解質(zhì)溶液(3)能形成閉合回路(4)有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)a、構(gòu)成條件：2、原電池的工作原理(1)有兩個活性不同的6

酒精稀H2SO4稀H2SO4ABCDECuSO4酒精稀H2SO4稀H2SO4ABCDECuSO47原電池“負極出電子，電子回正極”失電子氧化反應(yīng)得電子還原反應(yīng)b、原電池工作原理示意圖原電池“負極出電子，電子回正極”失電子得電子b、原電池8簡單原電池的正負極和電子流向如何判斷？負極（–）：是不活潑金屬或非金屬，正極（+）：是活潑金屬，本身失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。進電子

，本身不反應(yīng)，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。是溶液中的陽離子【思考】簡單原電池的正負極和電子流向如何判斷？負極（–）：是不活潑金9[想一想]用活潑性不同的兩種金屬作為電極形成原電池時，較活潑的金屬一定是原電池的負極嗎？提示：不一定。如將鎂、鋁插入氫氧化鈉溶液中形成原電池，鎂較活潑，但因為鎂不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而鋁與氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鋁被氧化是負極，則鎂條為正極。[想一想]用活潑性不同的兩種金屬作為電極形成原電池時，較活潑10靈犀一點：原電池反應(yīng)的實質(zhì)是負極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子。對于具體問題要具體分析，不能想當然，不然就會落入出題者的陷阱當中，如：①鐵、銅和濃硝酸組成的電池，雖然鐵的活潑性比較強，但Fe與濃HNO3發(fā)生鈍化，而銅不可以，因此銅做負極，鐵做正極。②鎂、鋁和NaOH溶液組成原電池，做負極的應(yīng)該是鋁，而不是鎂。

靈犀一點：11鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂做成的凍膠。這種裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽Q為原電池（PrimaryCell）鹽橋的作用：使Cl-向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。這樣可以大大提高電池效率。鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂做成的凍膠。這種裝12知識拓展：

原電池是由兩個半電池組成的；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。半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng)即電極反應(yīng)。所以半電池又叫電極。知識拓展：原電池是由兩個半電池組成的；半電池包括電極材13正極（銅電極）：Cu2++2e-=

Cu

負極（鋅電極）：Zn-2e-=Zn2+

電池反應(yīng)：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+（總反應(yīng)）原電池正負極的判斷方法及電極反應(yīng)、電池反應(yīng)的書寫正極（銅電極）：電池反應(yīng)：原電池正負極的判斷方法及電極反應(yīng)、14練習(xí)⒈判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑負極：總反應(yīng)：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑練習(xí)⒈判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是15⑤④(∨)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：正極：負極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4⑤④(∨)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：正極：負極：總反應(yīng)：Zn16⑦⑥(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu⑦⑥(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn217⑧⑨(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑⑧⑨(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Fe－2e-＝Fe2+18Fe+Cu2+=Fe2++Cu

化合價升高失2e-化合價降低得2e-CuSO4FeCu[自主活動]請利用：Fe+Cu2+=Fe2++Cu的反應(yīng)原理，設(shè)計一個能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置，并寫出兩個電極上的電極反應(yīng)[解析]

1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)。2、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液負極：Fe–2e-=Fe2+

正極：Cu2++2e-=Cu電極：負極是Fe，正極可以是Cu或C等。電解質(zhì)溶液：CuSO4、FeSO4FeSO4Fe+Cu2+=Fe2++Cu化合價升高失2e19①電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)是使負極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽離子。如在銅-鋅-硫酸構(gòu)成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的電解質(zhì)溶液中。①電解質(zhì)溶液的選擇202、依探究實驗2的原理，按：Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag的反應(yīng)設(shè)計一個能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置,畫出裝置圖。

CnSO4AgNO3ACnAg2、依探究實驗2的原理，按：Cu+2AgNO3==Cu(NO213.為獲得較長時間的穩(wěn)定電流,如何將由“Zn-稀H2SO4-Cu”組成的原電池（如左下圖）進行簡單改裝？ZnSO4H2SO4AZnCuCuZnH2SO4A3.為獲得較長時間的穩(wěn)定電流,如何將由“Zn-稀H2SO4-22【小結(jié)】2.兩個電極相連插入電解質(zhì)溶液中并形成閉合電路；1.有兩個活性不同的電極；二.構(gòu)成原電池的基本條件：一.原電池：3.有可自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。三.加入鹽橋后由兩個半電池組成的原電池工作原理：1.用還原性較強的物質(zhì)(如:活潑金屬)作負極,向外電路提供電子;用氧化性較強的物質(zhì)作正極,并在正極上得到電子;2.原電池在放電時,負極上的電子經(jīng)過導(dǎo)線流向正極，而氧化性較強的物質(zhì)從正極上得到電子，兩極之間再通過鹽橋及池內(nèi)溶液中的陰、陽離子定向運動形成的內(nèi)電路構(gòu)成有穩(wěn)定電流的閉合回路。把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置?！拘〗Y(jié)】2.兩個電極相連插入電解質(zhì)溶液中并形成閉合電路；123②正負兩極上進出電子總數(shù)相等，根據(jù)電子守恒原理可進行許多有關(guān)電極反應(yīng)的計算。③原電池反應(yīng)跟直接反應(yīng)差別：反應(yīng)速率加快；一般只有一個電極直接參加反應(yīng)。①原電池的工作原理是將氧化還原反應(yīng)分在正（還原）、負（氧化）兩極進行，負極上失去的電子流入正極，從而產(chǎn)生電流。明確以下幾點④利用原電池原理可制作各種電池，如干電池、鉛蓄電池、銀鋅電池、鋰電池、氫氧燃料電池……。②正負兩極上進出電子總數(shù)相等，根據(jù)電子守恒原理可進行許多有24【案例1】

(2010·廣東理綜)銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是()①正極反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋②電池反應(yīng)為：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu③在外電路中，電子從負極流向正極④鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液A．①②B．②③C．③④D．①④B【案例1】(2010·廣東理綜)銅鋅原電池(如圖)工作時，252、用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊脂－KNO3的U型管)構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應(yīng)為Ag＋＋e－===Ag③實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A.①②B．②③C．②④D．③④C2、用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線26【案例2】

(2009·福建理綜)控制適合的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A．反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài) D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負極D【案例2】(2009·福建理綜)控制適合的條件，將反應(yīng)2F273、依據(jù)氧化還原反應(yīng)2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計的原電池如下圖所示：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(yīng)為________；X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_______________。(3)外電路中的電子是從______電極流向______電極。銅AgNO3溶液正Ag＋＋e－=AgCu－2e－=Cu2＋X(Cu)Y(Ag)3、依據(jù)氧化還原反應(yīng)2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu28原電池的工作原理原電池的工作原理29電化學(xué)：指研究化學(xué)能與電能之間相互轉(zhuǎn)換的裝置、過程和效率的科學(xué)。過程及裝置分按電化學(xué)反應(yīng)2.由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置(如:電解池)｛1.由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置(如:原電池等)知識回顧：電化學(xué)：指研究化學(xué)能與電能之間相互轉(zhuǎn)過程及裝置分按電化學(xué)反應(yīng)30探究一：預(yù)測Ｐ１3[實驗1]的現(xiàn)象和結(jié)論

現(xiàn)象:鋅粉溶解,有紅色物質(zhì)析出,溫度計顯示溫度迅速上升.結(jié)論:Zn+Cu2+＝Zn2++Cu化學(xué)能熱能探究一：預(yù)測Ｐ１3[實驗1]的現(xiàn)象和結(jié)論現(xiàn)象:鋅粉溶解,31探究二：預(yù)測Ｐ１3[實驗2]的現(xiàn)象和結(jié)論

現(xiàn)象:鋅片變細,銅片變粗,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).結(jié)論:化學(xué)能電能Zn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+＝Zn2++Cu2e-Cu2++2e-=Cu探究二：預(yù)測Ｐ１3[實驗2]的現(xiàn)象和結(jié)論現(xiàn)象:鋅片變細,32一、原電池1、定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。一、原電池1、定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。33a、構(gòu)成條件：2、原電池的工作原理(1)有兩個活性不同的電極(2)有電解質(zhì)溶液(3)能形成閉合回路(4)有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)a、構(gòu)成條件：2、原電池的工作原理(1)有兩個活性不同的34

酒精稀H2SO4稀H2SO4ABCDECuSO4酒精稀H2SO4稀H2SO4ABCDECuSO435原電池“負極出電子，電子回正極”失電子氧化反應(yīng)得電子還原反應(yīng)b、原電池工作原理示意圖原電池“負極出電子，電子回正極”失電子得電子b、原電池36簡單原電池的正負極和電子流向如何判斷？負極（–）：是不活潑金屬或非金屬，正極（+）：是活潑金屬，本身失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。進電子

，本身不反應(yīng)，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。是溶液中的陽離子【思考】簡單原電池的正負極和電子流向如何判斷？負極（–）：是不活潑金37[想一想]用活潑性不同的兩種金屬作為電極形成原電池時，較活潑的金屬一定是原電池的負極嗎？提示：不一定。如將鎂、鋁插入氫氧化鈉溶液中形成原電池，鎂較活潑，但因為鎂不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而鋁與氫氧化鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鋁被氧化是負極，則鎂條為正極。[想一想]用活潑性不同的兩種金屬作為電極形成原電池時，較活潑38靈犀一點：原電池反應(yīng)的實質(zhì)是負極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子。對于具體問題要具體分析，不能想當然，不然就會落入出題者的陷阱當中，如：①鐵、銅和濃硝酸組成的電池，雖然鐵的活潑性比較強，但Fe與濃HNO3發(fā)生鈍化，而銅不可以，因此銅做負極，鐵做正極。②鎂、鋁和NaOH溶液組成原電池，做負極的應(yīng)該是鋁，而不是鎂。

靈犀一點：39鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂做成的凍膠。這種裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，稱為原電池（PrimaryCell）鹽橋的作用：使Cl-向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。這樣可以大大提高電池效率。鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂做成的凍膠。這種裝40知識拓展：

原電池是由兩個半電池組成的；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。半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng)即電極反應(yīng)。所以半電池又叫電極。知識拓展：原電池是由兩個半電池組成的；半電池包括電極材41正極（銅電極）：Cu2++2e-=

Cu

負極（鋅電極）：Zn-2e-=Zn2+

電池反應(yīng)：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+（總反應(yīng)）原電池正負極的判斷方法及電極反應(yīng)、電池反應(yīng)的書寫正極（銅電極）：電池反應(yīng)：原電池正負極的判斷方法及電極反應(yīng)、42練習(xí)⒈判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑負極：總反應(yīng)：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑練習(xí)⒈判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是43⑤④(∨)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：正極：負極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4⑤④(∨)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：正極：負極：總反應(yīng)：Zn44⑦⑥(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu⑦⑥(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn245⑧⑨(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑⑧⑨(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Fe－2e-＝Fe2+46Fe+Cu2+=Fe2++Cu

化合價升高失2e-化合價降低得2e-CuSO4FeCu[自主活動]請利用：Fe+Cu2+=Fe2++Cu的反應(yīng)原理，設(shè)計一個能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置，并寫出兩個電極上的電極反應(yīng)[解析]

1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)。2、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液負極：Fe–2e-=Fe2+

正極：Cu2++2e-=Cu電極：負極是Fe，正極可以是Cu或C等。電解質(zhì)溶液：CuSO4、FeSO4FeSO4Fe+Cu2+=Fe2++Cu化合價升高失2e47①電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)是使負極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽離子。如在銅-鋅-硫酸構(gòu)成的原電池中，負極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的電解質(zhì)溶液中。①電解質(zhì)溶液的選擇482、依探究實驗2的原理，按：Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag的反應(yīng)設(shè)計一個能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置,畫出裝置圖。

CnSO4AgNO3ACnAg2、依探究實驗2的原理，按：Cu+2AgNO3==Cu(NO493.為獲得較長時間的穩(wěn)定電流,如何將由“Zn-稀H2SO4-Cu”組成的原電池（如左下圖）進行簡單改裝？ZnSO4H2SO4AZnCuCuZnH2SO4A3.為獲得較長時間的穩(wěn)定電流,如何將由“Zn-稀H2SO4-50【小結(jié)】2.兩個電極相連插入電解質(zhì)溶液中并形成閉合電路；1.有兩個活性不同的電極；二.構(gòu)成原電池的基本條件：一.原電池：3.有可自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。三.加入鹽橋后由兩個半電池組成的原電池工作原理：1.用還原性較強的物質(zhì)(如:活潑金屬)作負極,向外電路提供電子;用氧化性較強的物質(zhì)作正極,并在正極上得到電子;2.原電池在放電時,負極上的電子經(jīng)過導(dǎo)線流向正極，而氧化性較強的物質(zhì)從正極上得到電子，兩極之間再通過鹽橋及池內(nèi)溶液中的陰、陽離子定向運動形成的內(nèi)電路構(gòu)成有穩(wěn)定電流的閉合回路。把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置?！拘〗Y(jié)】2.兩個電極相連插入電解質(zhì)溶液中并形成閉合電路；151②正負兩極上進出電子總數(shù)相等，根據(jù)電子守恒原理可進行許多有關(guān)電極反應(yīng)的計算。③原電池反應(yīng)跟直接反應(yīng)差別：反應(yīng)速率加快；一般只有一個電極直接參加反應(yīng)。①原電池的工作原理是將氧化還原反應(yīng)分在正（還原）、負（氧化）兩極進行，負極上失去的電子流入正極，從而產(chǎn)生電流。明確以下幾點④利用原電池原理可制作各種電池，如干電池、鉛蓄電池、銀鋅電池、鋰電池、氫氧燃料電池……。②正負兩極上進出電子總數(shù)相等，根據(jù)電子守恒原理可進行許多有52【案例1】