4.1.1 原電池的工作原理 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

組織建設(shè)第四章

化學(xué)反應(yīng)與熱能第一節(jié)原電池

第1課時(shí)原電池的工作原理

1.定義：2.構(gòu)成條件：兩極一線一液一反應(yīng)能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)兩個(gè)電極形成閉合回路CuZnCuSO4溶液A-+復(fù)習(xí)回顧——原電池CuZn---Zn2+Cu2+Cu2+Zn－2e－=Zn2+Cu2++2e－=Cu氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極陽離子陰離子

溶解，質(zhì)量減輕產(chǎn)生氣泡原電池總反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2++Cu電子流向：負(fù)極

沿導(dǎo)線

正極電流方向：正極沿導(dǎo)線負(fù)極外電路內(nèi)電路陰離子負(fù)極陽離子正極外電路內(nèi)電路e－I3.工作原理：電子不下水，離子不上岸陽正陰負(fù)3.原電池正負(fù)極的判斷1.(多選)下列裝置能構(gòu)成原電池的是()【課堂練習(xí)】

DFG2.如下圖所示的原電池裝置，X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，對(duì)此裝置的下列說法正確的是(

)A.外電路的電流方向?yàn)椋篨→外電路→YB.若兩電極分別為Zn和碳棒，則X為碳棒，Y為ZnC.若兩電極都是金屬，則它們的活動(dòng)性為X>YD.X極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)C3.在如圖所示裝置中，觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，

由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是()

選項(xiàng)MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液C【思考】該原電池在工作中有何缺點(diǎn)？如何改進(jìn)？鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，會(huì)有銅在鋅的表面析出，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在同一個(gè)地方發(fā)生，相當(dāng)于短路，大部分化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑢?dǎo)致向外輸出的電流減小實(shí)驗(yàn)4-1教材P96一、雙液-鹽橋原電池1.組成：由兩個(gè)半電池組成，每個(gè)半電池中的電極與電解質(zhì)溶液互不反

應(yīng)，外電路通過導(dǎo)線相連，中間通過鹽橋連接形成閉合回路。2.半反應(yīng)

鋅半電池:Zn-2e-=Zn2+

（氧化反應(yīng)）

銅半電池:Cu2+

+2e-=Cu（還原反應(yīng)）

總反應(yīng)：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu思考1.鹽橋中有電子流過嗎？2.兩溶液中的離子能通過鹽橋嗎？3.鹽橋中K+和Cl-的移動(dòng)方向？4.鹽橋的作用有哪些？不能，兩溶液中SO42-濃度不變沒有（電子不下水）K+向正極移動(dòng)，Cl-向負(fù)極移動(dòng)平衡電荷，使溶液呈電中性形成閉合回路鹽橋Zn2+e-e-Cu2+CuK+Cl-[電子運(yùn)動(dòng)方向]③電流流動(dòng)方向②離子運(yùn)動(dòng)方向負(fù)極→外電路→正極正極→外電路→負(fù)極→溶液和鹽橋→正極鹽橋：Cl-→負(fù)極K+→正極

Cl-K+①電子運(yùn)動(dòng)方向電極反應(yīng)式總反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2++Cu負(fù)：Zn-2e-=Zn2+

正：Cu2++2e-=Cu鹽橋Zn2+e-e-Cu2+CuK+Cl-Cl-K+電極Zn電極Cu電極電極名稱得失電子

電子流向反應(yīng)類型

電極反應(yīng)式

總反應(yīng)式負(fù)極正極失電子得電子流出流入

氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋2e－=CuZn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu3.工作原理

二、原電池的應(yīng)用1.比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱

特例：Mg-AlNaOH溶液

負(fù)極為AlCu-Fe(Al)濃硝酸

負(fù)極為Cu1.有M、N、P、E四種金屬，已知：①M(fèi)＋N2＋=N＋M2＋；②M、P用

導(dǎo)線連接后放入硫酸氫鈉溶液中，M表面有大量氣泡產(chǎn)生；③N、E

用導(dǎo)線連接后放入E的硫酸鹽溶液中，

電極反應(yīng)為E2＋＋2e－=E，

N－2e－=N2＋。則四種金屬的還原性由強(qiáng)到弱的順序是()A.P、M、N、E B.E、N、M、PC.P、N、M、E D.E、P、M、N【課堂練習(xí)】A隨堂演練知識(shí)落實(shí)2.有如圖所示的兩個(gè)原電池裝置，下列說法不正確的是()A.A池中負(fù)極的電極反應(yīng)式為Mg－2e－=Mg2＋B.Mg在A池中為負(fù)極，在B池中為正極C.B池中電子的流向：Mg→AlD.原電池工作一段時(shí)間后，A池溶液的pH會(huì)增大C2.構(gòu)成原電池可加快氧化還原反應(yīng)的速率【例】在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置

換反應(yīng)生成Cu，從而形成Cu－Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2的速率。對(duì)于一個(gè)氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)速率：構(gòu)成原電池＞直接接觸1.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，

以下敘述正確的是()A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B.甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C.兩燒杯中溶液的pH均增大D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢【課堂練習(xí)】C3.設(shè)計(jì)原電池

理論上，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計(jì)成原電池?！纠扛鶕?jù)反應(yīng)2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2設(shè)計(jì)原電池?！舅悸伏c(diǎn)撥】(1)根據(jù)原電池總反應(yīng)式確定正、負(fù)極反應(yīng)式。(2)根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)式選擇電極材料和電解質(zhì)溶液。(3)要形成閉合回路(可畫出裝置圖)。1.依據(jù)氧化還原反應(yīng)2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池

如圖所示。請(qǐng)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)式為

；

電極X上發(fā)生的電極反應(yīng)式為

。

(3)外電路中的電子是從

極流向

極?！菊n堂練習(xí)】CuAgNO3溶液正2Ag