1、原电池的工作原理,电化学：指研究化学能与电能之间相互转换的装置、过程和效率的科学。,过程及装置分按电化学反应,2. 由电能转化为化学能的装置 (如:电解池),1. 由化学能转化为电能的装置 (如:原电池等),知识回顾：,探究一：,预测3实验1 的现象和结论,现象:,锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升.,结论:,Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu,探究二：,预测3实验2 的现象和结论,现象:,锌片变细,铜片变粗,电流计指针发生偏转.,结论:,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,一、原电池,1、定义：把化学能转变为电能的装置。,a、构成条件：,2、原 电 池的工作原理,(
2、1)有两个活性不同的电极,(2)有电解质溶液,(3)能形成闭合回路,(4)有自发进行的氧化还原反应,E,CuSO4,原电池,“负极出电子，电子回正极”,失电子氧化反应,得电子还原反应,b、原 电 池 工作原理示意图,简单原电池的正负极和电子流向如何判断？,负极（）：,是不活泼金属或非金属，,正极（+）：,是活泼金属，,本身失去电子，,发生氧化反应。,进电子 ，,本身不反应，,得电子发生还原反应。,是溶液中的阳离子,【思考】,想一想用活泼性不同的两种金属作为电极形成原电池时，较活泼的金属一定是原电池的负极吗？ 提示：不一定。如将镁、铝插入氢氧化钠溶液中形成原电池，镁较活泼，但因为镁不与氢氧化钠溶
3、液反应，而铝 与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，铝被氧化是负极，则镁条为正极。,灵犀一点： 原电池反应的实质是负极发生氧化反应，失去电子，正极发生还原反应，得到电子。对于具体问题要具体分析，不能想当然，不然就会落入出题者的陷阱当中，如：铁、铜和浓硝酸组成的电池，虽然铁的活泼性比较强，但Fe与浓HNO3发生钝化，而铜不可以，因此铜做负极，铁做正极。镁、铝和NaOH溶液组成原电池，做负极的应该是铝，而不是镁。,盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶。,这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（Primary Cell）,盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移 动，K+向铜盐方向移动， 使Zn
4、盐和Cu盐溶液一直 保持电中性，从而使电 子不断从Zn极流向Cu 极。这样可以大大提高 电池效率。,知识拓展：,原电池是由两个半电池组成的；半电池包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。半电池中的反应就是半反应即电极反应。所以半电池又叫电极。,正极（铜电极）： Cu2+ + 2e- = Cu 负极（锌电极）： Zn - 2e- = Zn2+,电池反应： Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+（总反应）,原电池正负极的判断方法及电极反应、电池反应的书写,练习,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式和总反应式。,(),(),(
5、),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e- Zn2+,2H+2e- H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e - Fe2+,Cu2+2e- Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,Fe+CuSO4Cu+FeSO4,(),(),负极：,正极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,Cu2+2e-Cu,Zn+Cu2+Zn2+Cu,或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,(),(),负极：,正极：,总反应：,Fe2e- Fe2+,2H+2e-H2,Fe+2H+ Fe2+H2,或 Fe+H2S
6、O4FeSO4+H2,Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu,化合价升高失2e-,化合价降低得2e-,CuSO4,Fe,Cu,自主活动请利用： Fe+Cu2+=Fe2+Cu的反应原理， 设计一个能持续产生电流的原电池装置，并写出两个 电极上的电极反应 解析 1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。,2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液,负极：Fe2e- = Fe2+ 正极： Cu2+ + 2e- = Cu 电极：负极是Fe，正极可以是Cu或C等。 电解质溶液： CuSO4 、FeSO4,FeSO4,电解质溶液的选择 电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够与负极发生反
7、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应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜锌硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2的电解质溶液中。,2、依探究实验2的原理，按：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 的反应设计一个能持续产生电流的原电池装置,画出装置图。,3.为获得较长时间的稳定电流,如何将由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？,【小结】,2. 两个电极相连插入电解质溶液中并形成闭合电路；,1.有两
8、个活性不同的电极；,二.构成原电池的基本条件：,一.原电池：,3.有可自发发生的氧化还原反应。,三.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：,1. 用还原性较强的物质(如:活泼金属)作负极,向外电路提供电子; 用氧化性较强的物质作正极,并在正极上得到电子;,2. 原电池在放电时,负极上的电子经过导线流向正极，而氧化性较强的物质从正极上得到电子，两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。,把化学能直接转化为电能的装置。,正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。,原电池反应跟直接反应差别：反应速率加快；一般只有一个
9、电极直接参加反应。,原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正（还原）、负（氧化）两极进行，负极上失去的电子流入正极，从而产生电流。,明确以下几点,利用原电池原理 可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池。,【案例1】 (2010广东理综)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( ),正极反应为： Zn2e=Zn2 电池反应为： ZnCu2=Zn2Cu 在外电路中， 电子从负极流向正极 盐桥中的K移向ZnSO4溶液 A B C D,B,2、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正
10、确的是( ) 在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为Age=Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A. B C D,C,【案例2】 (2009福建理综)控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是( ),A反应开始时， 乙中石墨电极上发生氧化反应 B反应开始时， 甲中石墨电极上Fe3被还原 C电流计读数为零时， 反应达到化学平衡状态 D电流计读数为零后， 在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极,D,3、 依据氧化还原反应2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如下图所示：,请回答下列问题： (1)电极X的材料是_； 电解质溶液Y是_。 (2)银电极为电池的_极， 发生的电极反应为_； X电极上发生的电极反应为_。 (3)外电路中的电子是从_ 电极流向_电极。,铜,AgNO3溶液,正,Age=Ag,Cu2e=Cu2,X(Cu),Y(Ag),
