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课件网) 课题1 原电池 Linsharplrdspear 2020-02-16 《实验化学》专题5 一、原电池 1．概念 把_____转化为_____的装置。 2．构成条件 (1)两个_____电极。 (2)将两个电极插入_____中。 (3)用导线连接电极形成_____。 (4)具有自发进行的_____。 化学能 电能 活泼性不同的 电解质溶液 闭合回路 氧化还原反应 知识预备 练习:下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过?下列装置是否为原电池? 电流计有电流通过的是Ⅲ、Ⅳ， 原电池装置是Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ 3．工作原理(以 Zn‖CuSO4(aq)‖Cu 原电池为例) 总离子方程式： 动手1：在作业本上设计只用一个烧杯就能 实现该原电池的装置(不带盐桥)。 Zn + Cu2+==Cu + Zn2+ 单液原电池 A CuSO4 溶液 Zn Cu 3．工作原理(以 Zn‖CuSO4(aq)‖Cu 原电池为例) 带盐桥的双液原电池： 1.负极区溶液一般用什么? 负极金属的同离子溶液 2.正极区溶液用什么? 能与负极反应的溶液 3.盐桥的作用是什么？ 导电并使溶液保持电中性 负极： 正极： 总反应： Zn－2e-＝Zn2+ Cu2++2e-＝Cu Zn+Cu2+＝Zn2++Cu 请写出电极反应及总反应 半反应： 带盐桥的双液原电池： Zn Cu Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 氧化反应 还原反应 由负极沿导线流向正极 3．工作原理(以 Zn‖CuSO4(aq)‖Cu 原电池为例) 电极名称 负极 正极 电极材料 _____ _____ 电极反应 _____ _____ 反应类型 _____ _____ 电子流向 问题讨论1： 原电池中活泼金属一定都作负极吗？ 金属的活泼性指的是金属在非氧化性酸中反应的活泼性(难易、剧烈程度)，并不说明金属在其他溶液中也很活泼。 如：Al‖H2SO4(aq)‖ Mg Al‖NaOH(aq)‖ Mg Al‖HNO3 (浓)‖Cu 所以，对应所给电解质溶液中相对活泼的金属作负极。 √ √ √ 问题讨论2： 双液原电池对比单液原电池的优点 避免负极金属与反应溶液直接接触，提高电池效率，提供稳定、持续的电流 解释：⑴直接接触的置换反应电子不经过外电路转移，未形成电流，化学能转化为热能 ⑵非工作状态时负极不会损耗(反应可控) 问题讨论3： 原电池中阴阳离子如何移动？ 思考： 负极___e-，生成了____离子，吸引___离子 失 阳 阴 正极___e-，吸引___离子 得 阳 结论：在原电池的电解质溶液中， 阴离子向负极移动， 阳离子向正极。 外电路电子流向： 内电路离子流向： 由负极到正极 阴离子流向负极 阳离子流向正极 盐桥： Cl-流向硫酸锌溶液 K+流向硫酸铜溶液 带盐桥(KCl)的双液原电池： 练习：已知下列原电池的总反应式，Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2，请写出电极反应式 负极：_____ 正极：_____ 练习4：将上题中的反应设计成原电池。画出装置图并注明电极材料及电解质溶液。 2Fe3+ + 2e- =2Fe2+ Cu -2e- =Cu2+ 问题讨论4： 原电池原理应用：加快反应速率 Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液会_____反应速率，请说明理由____ _____ Zn与少量CuSO4溶液反应生成少量Cu， Zn、稀H2SO4和Cu形成了原电池，加快了反应速率。 加快 燃料电池 问题讨论5： 如何书写燃料电池正负极反应和总反应？ 燃料（负极）： H2、CH4、CH3OH、CH3OCH3、C2H5OH等等 氧化剂（正极）：最常见的O2、其它氧化剂 电解质溶液（介质）：H2SO4(aq)、KOH(aq) 正极 酸性：O2 + 4e- 碱性：O2 + 4e- + 4H+ == 2H2O + 2H2O == 4OH- 失电子数等于“碳四氢一氧减二” 碳元素的氧化产物：酸—CO2；碱—CO32- 负极 燃料：H2、CH4、CH3OH、CH3OCH3、C2H5OH 正极 酸性：2O2 + 8e- 碱性：2O2 + 8e- + 8H+ == 4H2O + 4H2O == 8OH- 负极 酸性：CH4 — 8e- == CO2 碱性：CH4 — 8e- == CO32- +8H+ + 2H2O + 7H2O + 10OH- 总式 酸性： 碱性： CH4 + 2O2 == CO2 + 2H2O CH4 + 2O2 + 2OH- == CO32- + 3H2O 失电子数等于“碳 ... ...
