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课件网) 选 择 性 必 修 一 学 化 J S 第二单元 化学能与电能的转化 1 原电池的工作原理 请回顾必修第二册所学的原电池，讨论其装置特点。 温故知新 1.原电池构成的条件 （1）有能自发进行的氧化还原反应 （2）活动性不同的两导体作电极： ①活动性不同的金属或非金属导体（如石墨） ②两相同的导体（如Pt黑）但吸附有不同的物质导致其活动性不同 （3）有电解质溶液； （4）形成闭合回路 电解质溶液 失e-，沿导线流向正极 负极 正极 氧化反应 还原反应 2.原电池工作原理 阴离子 阳离子 书写该原电池的电极反应式： Zn－2e-＝ Zn2+ Cu2+ + 2e-＝Cu 负极 正极 Zn+ Cu2+ ＝Zn2++ Cu 电池反应 电极材料与电解质溶液接触，即没有将氧化剂与还原剂分开，不易控制 工作时，锌片也和硫酸铜反应，生成铜单质，原电池的电动势很快降低，电压不稳定 CuSO4溶液 原因： 该原电池在工作中有何缺点？ 如何改进缺点？ CuSO4溶液 将氧化剂和还原剂分开，锌片与硫酸铜不直接接触 在化学必修内容学习的基础上，我们通过下列实验进一步研究原电池的工作原理。 实验探究 完成下列实验探究活动，分析锌与硫酸铜溶液反应中的能量转化。 【实验1】向一只烧杯中加入1.0 mol·L－1 CuSO4溶液30 mL，再加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度的变化。 【实验2】如图1-8，向两只烧杯 中分别加入30 mL 1.0 mol·L－1CuSO4 溶液和30 mL 1.0 mol·L－1 ZnSO4溶液， 将用导线与电流计相连接的锌片和铜片分别插入ZnSO4和CuSO4溶液中，将盐桥（注：盐桥中通常是装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子在盐桥中能移动）两端分别插入两只烧杯内的电解质溶液中，观察实验现象。取出盐桥，再观察实验现象。 1、如果按下图所示, 将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液分别通过导线与电流计连接，会形成原电池吗？为什么？ ZnSO4 Zn Cu CuSO4 A 【思考】 不会有电流产生，因为没有形成闭合回路。 2、在连个烧杯之间加一个联通装置，观察现象。 ZnSO4 Zn Cu H2SO4 A 有稳定的电流产生，形成原电池装置。 联通两个烧杯的装置，叫做盐桥。 盐桥的作用？ 1、导电，形成闭合回路。 2、提供离子，平衡电荷。 注意：若撤去盐桥或将盐桥换成导线，则不能构成闭合回路。 1. 分析图1-9，写出实验2中发生反应的化学方程式和离子方程式。 2. 指出实验1和实验2中能量变化的主要形式。 金属锌与硫酸铜溶液的反应为： Zn(s)＋Cu2＋(aq) =Zn2＋(aq) ＋Cu(s) ΔH=－216.81 kJ·mol－1 在通常情况下，该反应过程中化学能转化为热能。如果该反应在原电池中进行，化学能将转化为电能。 在如图1-8的铜锌原电池中，锌片为负极，Zn失去电子，被氧化成Zn2＋ 进入ZnSO4溶液，锌片逐渐溶解。负极的电极反应式如下： Zn－2e－=Zn2+ 铜片为正极，锌片上释放的电子经过导线流向铜片，CuSO4溶液中的Cu2＋从铜片上得到电子，被还原成金属铜并沉积在铜片上。正极的电极反应式如下： Cu2＋＋2e－=Cu 在反应中，盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，使两电解质溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行。铜锌原电池中发生的电池总反应式为： 从上述实验可以看出，原电池由两个半电池组成。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。在原电池中，负极上发生氧化反应，给出电子；正极上发生还原反应，得到电子。电流通过导线由原电池的正极流向负极，即电子由负极流向正极。 双液原电池的工作原理 ZnSO4 Zn Cu H2SO4 A 负极 Zn－2e-＝ Zn2+ e- e- Cu2+ + 2e-＝Cu 正极 Zn2+ Cl- K+ Cu2+ 阳离子→正极 阴离子→负极 Cl－→负极 K+→正极 实验探究 根据离子反应Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋设计一个原电池， ... ...
