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课件网) 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第1课时 原电池的工作原理 什么是原电池？ 铜锌原电池的正负极材料与反应物分别是什么？ 请分别书写正负极反应方程式，并标明反应类型。 请描述电子的流向。 请描述电流的方向。 请描述离子的移动方向。 任务一 原电池工作原理 总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑。 注意：电子不下水，离子不上岸。 稀硫酸 锌片 铜片 Zn－2e－=Zn2+ 氧化反应 负极 发生溶解 2H++2e－=H2↑ 还原反应 正极 产生气泡 外电路 内电路 负极 沿导线 正极 正极 沿导线 负极 电子流向： 电流方向： 阳离子 正极 阴离子 负极 定义：将化学能转化成电能的装置 工作原理： 任务一 原电池工作原理 ①两极：一般为两种活泼性不同的金属（或一种金属与非金属导体，石墨） ②一液：电解质溶液，或熔融电解质（酒精、蔗糖、CCl4不是电解质） ③一线：用导线相连（或直接接触） ④一反应：自发的氧化还原反应 原电池构成要素： 负极氧化反应、正极还原反应 电极反应： 电子导体： 外电路，实现电子定向转移 离子导体： 内电路，实现离子定向迁移 闭合回路 任务一 原电池工作原理 原电池正负极判断方法： 任务一 原电池工作原理 单液原电池的缺点： 现象 原因 锌片表面附着红色固体 电流逐渐衰减 Zn与Cu2+直接接触发生反应； 锌与CuSO4溶液的接触面积减少，电流逐渐衰减 关键问题： Zn与CuSO4溶液不能接触 现象： 电流表指针不偏转 单液原电池的改进： 盐桥 一种凝胶态的离子导体 盐桥中通常装有: 含KCl饱和溶液的琼脂， K+和Cl-可在其中自由移动。 琼脂的作用：固定作用，防止KCl溶液直接流出。 任务二 双液原电池 任务二 双液原电池 实验：将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象。取出盐桥，观察电流表的指针有何变化。 现象： 有盐桥存在时电流表指针偏移 铜片表面有铜析出 锌片逐渐溶解 随着时间的延续，能产生持续稳定的电流 取出盐桥无电流产生 双液原电池:把氧化和还原反应完全隔离，在不同区域之间实现电子的定向移动；能持续、稳定地产生电流；最大限度地将化学能转化为电能。 任务二 双液原电池 K＋ Cl- e- Zn2+ Zn Cu2＋ Cu 双液原电池工作原理 Zn - 2e- = Zn2+ Cu2+ + 2e- = Cu 发生氧化反应 发生还原反应 负极 正极 盐桥的作用： （1）形成闭合回路； （2）平衡电荷，使溶液呈电中性； （3）持续稳定的产生电流，提高能量转换率 盐桥 电流较小，电流稳定，转化效率高 电流较大，衰减快，转化效率低 思考：双液原电池电流弱的原因是什么？ 改进 缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积 能否用一张薄薄的隔膜代替盐桥呢？ ①离子运动的距离长 ②离子运动的通道窄 ③离子容量小 改进 任务三 隔膜原电池 任务三 隔膜原电池 阳离子交换膜：只允许阳离子通过 阴离子交换膜：只允许阴离子通过 质子交换膜：只允许H+通过 隔膜的作用 将两电极区隔离，防止反应 选择性通过离子，平衡电荷、形成闭合回路 分离物质或除杂 隔膜 类型 阳离子交换膜 阴离子交换膜 质子交换膜 离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。 课堂练习 锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是 A．电子从锌极经过导线移向铜极 B．铜电极上发生反应 C．电池工作一段时间后，乙池的 减小 D．电池工作一段时间后，甲池的 增加 A 知识总结 名称 单液原电池 双液原电池 隔膜原电池 优点 缺点 装置 电流强 1.能量转化率低 2.氧化剂与还原剂直接接触，寿命短 1.内阻大，电流弱 2.盐桥需要定期更换 1.能量转化率高 2 ... ...
