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文檔簡介
第一節(jié)原電池第一頁,共二十二頁。實驗:將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接(導(dǎo)線中間接入一個電流表),平行插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察現(xiàn)象第二頁,共二十二頁。[實驗現(xiàn)象]:銅片上有氣泡產(chǎn)生,鋅片不斷溶解,電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。[實驗結(jié)論]:導(dǎo)線中有電流通過為什么會出現(xiàn)上面的現(xiàn)象?第三頁,共二十二頁。二、原電池的構(gòu)成條件一、原電池:是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置第四頁,共二十二頁。1.兩種不同的金屬(或一種金屬與石墨或金屬氧化物)做電極2.用導(dǎo)線相連(或直接接觸)形成閉合回路3.電極插入電解質(zhì)溶液里4.能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)第五頁,共二十二頁。練習(xí)一:下列哪幾個裝置能形成原電池?ABCDEFMNCuSO4√√√√第六頁,共二十二頁。CuZn---Zn2+H+H+Zn-2e-=
Zn2+2H++2e-=
H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極電子沿導(dǎo)線傳遞,產(chǎn)生電流陽離子失去電子溶液中陽離子得到電子陰離子正極負(fù)極SO42-活潑金屬不活潑金屬或石墨三.簡單原電池的工作原理:外電路內(nèi)電路A第七頁,共二十二頁。原理總結(jié):1.電路:外電路內(nèi)電路失電子的一極向得電子的一極(從負(fù)極到正極)與電子流動方向相反(從正極到負(fù)極)陰離子流向負(fù)極陽離子流向正極2.電極:電子流入的一極電子流出的一極3.電極反應(yīng)式:正極:2H++2e-=H2↑負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+4.總反應(yīng)式:Zn+2H+
=Zn2++H2↑電子流向:電流流向:負(fù)極:正極:第八頁,共二十二頁。練習(xí)二(2011年高考全國理綜卷)在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片,下列敘述正確的是()A.正極附近的SO42-離子濃度逐漸增大B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C.正極有O2逸出D.銅片上有H2逸出D第九頁,共二十二頁。寫出下面原電池的電極反應(yīng)方程式負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+正極:Cu2++2e-=Cu電池總反應(yīng):Zn+Cu2+=Zn2++Cu
CuSO4
溶液AZn第十頁,共二十二頁。CuSO4
溶液AZn為什么電流表讀數(shù)不斷減?。?/p>
因為銅在鋅表面析出后,與CuSO4溶液一起形成了原電池,產(chǎn)生的電流并沒有經(jīng)過電流表,所以電流表的讀數(shù)不斷減小。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后,相當(dāng)于兩個電極都是銅,已不能發(fā)生原電池反應(yīng),所以最后無電流產(chǎn)生。CuSO4
溶液AZn一段時間后我們設(shè)計原電池時把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行,再以適當(dāng)方式連接,可以獲得電流。如下圖所示的原電池裝置第十一頁,共二十二頁。CuZnZnSO4溶液CuSO4溶液Zn2+SO42-A實驗設(shè)計SO42-
Zn2+1.安培表指針會偏轉(zhuǎn)嗎?為什么2.怎樣構(gòu)成閉合回路?第十二頁,共二十二頁。鹽橋四、鹽橋原電池的構(gòu)成和反應(yīng)原理第十三頁,共二十二頁。改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流?鹽橋成分及在此的作用是什么?參考教材P72得出結(jié)論鹽橋的作用:
(1)使整個裝置構(gòu)成閉合回路。
(2)使兩溶液保持電中性(平衡電荷)。鹽橋成分:含瓊膠的KCl飽和溶液第十四頁,共二十二頁。SO42-Zn2+e-e-SO42-Cu2+K+鹽橋工作示意圖CuZnK+Cl-K+Cl-K+Cl-K+Cl-K+Cl-Cl-K+K+Cl-K+K+K+Cl-Cl-K+Cl-Cl-Cl-第十五頁,共二十二頁。1、原理分析總結(jié):
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進(jìn)行,一直到鋅片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+幾乎完全沉淀下來。
在整個裝置的電流回路中,溶液中的電流通路是靠離子遷移完成的。取出鹽橋,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,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,這兩種因素均會阻止電子從鋅片流向銅片,造成電流中斷。第十六頁,共二十二頁。鋅半電池銅半電池電極反應(yīng):負(fù)極:正極:總反應(yīng):
Cu2++2e-=CuZn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++Cu鋅銅原電池(鹽橋)ZnSO4溶液CuZnCuSO4溶液鹽橋第十七頁,共二十二頁。2、加入鹽橋后由兩個半電池組成的原電池工作原理:半電池中:還原性強(qiáng)的材料作負(fù)極,失電子被氧化另半電池:電解質(zhì)溶液中氧化性強(qiáng)的離子在正極得電子被還原外電路中:電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極內(nèi)電路中:兩極之間通過鹽橋構(gòu)成閉合回路。第十八頁,共二十二頁。優(yōu)點:1.有效避免了電極材料與電解質(zhì)溶液的直接反應(yīng),增加了原電池的使用壽命。2.離子在鹽橋中作定向移動,使離子移動更加有序,電流持續(xù)穩(wěn)定,提高了原電池的使用效率。相同點:電極反應(yīng)本質(zhì)相同
不同點:構(gòu)造不同
第十九頁,共二十二頁。(高考真題)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。CuAgNO3正XAgCu–2e-
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