化学：第四章第一节《原电池》上课用

第四章 电化学基础第一节 原电池

复习回顾将化学能转化为电能 1、原电池是______________________ 的装置。 原电池反应的本质是_______________ 氧化还原反应 反应。 2、如右图所示，组成的原电池： (1)当电解质溶液为稀H2SO4时： 负 (填“正”或“负”)极， Zn电极是____ 2+ 其电极反应为_______________ Zn -2e - = Zn ,该反应 是______ 氧化(填“氧化”或“还原”,下同)反 正 应； 还原 + +2e______ - =H ↑极，其电极反应为 Cu 电极是 2H 2 _______________, 该反应是 反应。 (2)当电解质溶液为 CuSO4_________ 溶液时： Zn 电极 2+ 负 Zn - 2e = Zn 是____极，其电极反应为_____________, 氧化 反应；Cu电极是____ 正 极， 该反应是________ 2+ 还原 反应. Cu + 2e - = Cu该反应是_________ 其电极反应为 _______________,

3、原电池的工作原理 氧化还原反应(本质：反应物之间有电子转移)负极(还原性) 失 e- 氧化反应 电子e-

电流I

正极(氧化性) 得 e- 还原反应

[结论]把氧化反应和还原反应分开在不 同的区域进行，再以适当的方式连接起来， 就可以获得电流.

判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？

(可以)

(可以)

(可以)

形成条件一： 活泼性不同的两个电极(不可以)

负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等

(可以)

(不可以)

形成条件二：电极需插进电解质溶液中；

(可以)

(不可以)

形成条件三：必须形成闭合回路

4、组成原电池的条件

(1)有两种活动性不同的金属(或一 种是非金属单质或金属氧化物)作电极。(2)电极材料均插入电解质溶液中。 (3)两极相连形成闭合电路。

(4)内部条件：能自发进行氧化还 原反应。

一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究 提出问题： 左图是原电池，如果用 它做电源，不但效率低， 而且时间稍长电流就很 快减弱，因此不适合实 际应用。这是什么原因 造成的呢？有没有 什么改进措施？

造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直 接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液 中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少 量的铜在锌片表面析出，即在负极(锌)表 面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌 表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。 当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原 电池了，也就没有电流在产生。

改进措施？将锌片与硫酸铜溶液隔离

硫酸锌溶液 硫酸铜溶液

上述装置构成原电池了吗？为什么？ 怎样才能构成原电池呢？

为了避免发生这种现象，设计如下图(书 P71图4-1)所示的原电池装置，你能解释它 盐桥中通常装有含琼胶 的工作原理吗？

的KCl饱和溶液

此装置优点：能稳定长 时间放电

盐桥在此的作用是什么？改进后的装置为什

么能够持续、稳定的产生电流？阅读教材72页 得出结论 盐桥的作用： (1)使整个装置构成通路，代替两溶液直接 接触。 (2)平衡电荷。

在整个装置的电流回路中，溶液中的电 流通路是靠离子迁移完成的。Zn失去电 子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液 因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则 由于Cu2+ 变为Cu ,使得 SO42-相对较多 而带负电荷。溶液不保持电中性，这两 种因素均会阻止电子从锌片流向铜片， 造成电流中断。

由于盐桥(如KCl)的存在，其中 阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳 离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分 别中和过剩的电荷，保持溶液的电中 性，因而放电作用不间断地进行，一 直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液 与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3 代替KCl作盐桥。

上述原电池装置是将什么反应的化学能转 换成电能的？指出电池的正负极，并分别 写出其中负极和正极的电极反应式以及该 电池的总反应方程式。负极(锌片): Zn -2e = Zn 电池反应(总化学方程式): Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu2+

(氧化反应)

正极(铜片): Cu2+ + 2e - = Cu (还原反应)

二、由两个半电池组成原电池的工作原理

(1)把氧化反应和还原反应分开在不同区 域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。

①在这类电池中，用还原性较强的物质作为 负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较 强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。 ②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中， 并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。

(2)原电池的正负极的判断方法微观判断 (根据电子 流动方向)宏观判断： ①根据电极材料

电子流出的极 电子流入的极

——负极 ——正极

较活泼的电极材料 ——负极 较不活泼的电极材料 ——正极 发生氧化反应的极 ——负极 发生还原反应的极 ——正极

②根据原电池电极 发生的反应