1、第四章 电化学基础,第一节 原电池,目标导航,预习导引,1.能说出原电池的工作原理及构成条件。 2.能写出电极反应式和电池反应方程式。 3.能设计简单的原电池。,目标导航,预习导引,一,二,一、原电池 1.工作原理(以锌铜原电池为例),(1)实验现象。 电流表指针发生偏转。 锌片逐渐溶解。 铜片上有红色物质沉积。 将盐桥取出,电流表指针回到零点。,目标导航,预习导引,一,二,(2)工作原理。,目标导航,预习导引,一,二,2.原电池形成的条件 (1)两个活泼性不同的电极: 相对活泼的金属作负极; 较不活泼的金属或非金属作正极。 (2)电解质溶液。 (3)形成闭合回路。 (4)能自发地发生氧化还原
2、反应。,目标导航,预习导引,一,二,盐桥的作用是什么? 提示：(1)连接两个半电池构成闭合回路。(2)保持盐桥两边电解质溶液呈电中性。,目标导航,预习导引,一,二,如何判断原电池的正负极? 提示：(1)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子,发生氧化反应(负失氧);正极总是得电子,发生还原反应(正得还)。 (2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。 (3)根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断。在原电池的电解质溶液中,阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。 (4)由组成原电池两极的电极材料判断。一般是活动性较强的金属
3、为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。,目标导航,预习导引,一,二,(5)根据原电池两极发生的现象判断。质量减小的电极为负极,有金属析出或有气泡放出的一极为正极(此规则具有相当的局限性,可用于一些常规原电池的电极判定,如Al-Cu与稀硫酸构成的电池,但不适用于目前许多的新型燃料电池和可充电电池电极的判定)。 (6)燃料电池,充入燃料(如H2、CO、CH4、CH3OH、N2H4等)的一极为负极;充入助燃剂(如O2、NO2等)的一极为正极。,目标导航,预习导引,一,二,二、原电池的设计 1.电极 用还原性较强的物质作负极,向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作正极,从外电路得到电子。 2
4、.构成 将两电极浸在电解质溶液中,通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。 3.原理 放电时负极上的电子通过导线流向正极,再通过溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路。,知识梳理,典例透析,一,二,三,一、原电池的判定 依据原电池的形成条件分析判断,主要是“四看”:一看电极两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)。二看溶液两极插入电解质溶液中。三看回路形成闭合回路或两极直接接触。四看本质有无自发的氧化还原反应发生。,知识梳理,典例透析,一,二,三,二、原电池的工作原理和正负极的判断 1.原电池的工作原理,知识梳理,典例透析,一,二,三,2.原电池正负极的一般判断,知识梳理,典例透
5、析,一,二,三,特别提醒Mg、Al、NaOH溶液构成的原电池,Al为负极;Fe(或Al)、Cu、浓硝酸构成的原电池,Cu为负极。,知识梳理,典例透析,一,二,三,三、原电池原理的应用 1.比较金属活动性强弱 例证:有两种金属a和b,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。根据电极反应现象判断出a是负极,b是正极,因此,金属活动性ab。 2.增大化学反应速率 例证:实验室利用锌与稀硫酸反应制取氢气时,通常向稀硫酸中滴入几滴硫酸铜溶液。 原理:锌与置换出的铜及稀硫酸构成原电池,使产生氢气的速率增大。,知识梳理,典例透析,一,二,三,(2)确定电极材料。 如发生氧化反应的物质为金
6、属单质,可用该金属直接作负极;如为气体(如H2)或溶液中的还原性离子,可用惰性电极(如Pt、石墨棒)作负极。 发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼。 本例中可用铜棒作负极,用铂丝或石墨棒作正极。,知识梳理,典例透析,一,二,三,(3)确定电解质溶液。 电解质是使负极放电的物质,因此电解质溶液一般能够与负极发生反应。或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。 如本例中可用FeCl3溶液作电解质溶液。 (4)构成闭合回路:将电极用导线连接,使之构成闭合回路。,
7、知识梳理,典例透析,一,二,三,特别提醒设计原电池时,若氧化还原反应方程式中无明确的电解质溶液,可用水作电解质,但为了增强其导电性,通常加入强碱或强酸。如燃料电池,水中一般要加入KOH或H2SO4。,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,原电池的判断,答案：B,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,点拨 判断一个装置是否构成原电池的关键就是抓好“一看二标”:即看是否有自发的氧化还原反应存在;以构成原电池的三个条件为标准:两个活泼性不同的电极、插入电解质溶液、形成闭合回路。若上述条件都满足则可形成原电池。,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,原电池的工作原理
8、,【例题2】 下图为一原电池装置,下列叙述中正确的是( )A.铜离子在铜片表面被还原 B.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 C.电流从锌片经导线流向铜片 D.铜是正极,铜片上有气泡产生,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,答案：A,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,原电池原理的应用,【例题3】 利用反应Zn+2FeCl3 ZnCl2+2FeCl2设计一个原电池。在下图方格内画出实验装置图,并指出正极材料为 ,电极反应式为 ;负极材料为 ,电极反应式为 。,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,知识梳理,典例透析,知识点1,知识点2,知识点3,点拨 要牢记原电池正负极反应的反应类型,以便确定正负极材料,同时要根据电池反应方程式,选择合适的电解质溶液。为了确保能写出正确答案,可将所设计的电池反应方程式写出,与题中所给的方程式对比、检查。,
