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课件网) 第二单元 化学能与电能的转化 原电池的工作原理 各类电池 1、原电池的定义： 2、原电池反应的本质： 3、构成原电池的条件： 将化学能转化为电能的装置叫做原电池。 氧化还原反应 ①两个活动性不同的金属（或其中一种为 非金属，即作导体用）作电极。 ②电解质溶液 ③形成闭合回路 ④在这种电解质溶液中能自发地进行氧化还原反应 铜锌原电池的工作原理 4、原电池反应原理 ①粒子流向 电子：负极→正极 电流：正极→负极 溶液中阴离子→负极 溶液中阳离子→正极 ②电极 反应 负极：氧化反应 活泼金属失电子变阳离子 正极：还原反应 溶液中离子得电子 总反应：负极金属与电解质溶液的离子反应 思考：如何才能得到持续稳定的电流？ 分析： 由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，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，也就没有电流产生。 5、锌铜原电 池工作原理的进一步探究 在原有实验基础上进行改进，设计成一个能产生持续稳定电流的原电池。 实验探究 锌铜原电池装置示意图 盐桥制法：将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。 由两个半电池组成，锌 和锌盐组成锌半电池，铜和 铜盐组成铜半电池；每个半 电池中的电极与电解质溶液 互不反应，中间通过盐桥连接 形成闭合回路。 装置特点： 盐桥的作用： （1）是离子通道，与外电路的电子通道相衔接；（2）是离子库，为保持溶液电中性，氧化作用产生的Zn2+需要阴离子来补充，Cu2+发生还原反应，需要阳离子来补充；而作为KCl饱和溶液盐桥有足够的离子供给，所以是离子库。 负极反应： Zn-2e-= Zn2+ 正极反应： Cu2++2e- = Cu 电池总反应： Zn+Cu2+= Zn2++Cu 锌半电池 铜半电池 氧化反应 Zn-2e-=Zn2+ 铜锌原电池 电解质溶液 盐桥 失e-，沿导线传递，有电流产生 还原反应 Cu2++2e- =Cu 阴离子 阳离子 负极 正极 阳离子 铜锌双液原 电 池 原 理 外电路 内电路 电极反应总式： 氧化还原反应 原电池反应本质： ①活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极 ②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极 ③金属和化合物。如铅蓄电池，铅块作负极，PbO2作正极 ④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt （2）电池的电极材料必须能导电 （1）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。 6、原电池的设计 1.根据上述原理,为获得较长时间的稳定电流,如何将必修2中由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？ 课堂练习（上述原理的应用） 练习： 利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。 负极：Fe – 2e- =Fe2+ 正极：Cu2+ +2e- =Cu Cu Fe CuSO4 FeSO4 请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 设计成原电池。你有哪些可行方案? Cu Cu – 2e- = Cu2+ 比Cu不活泼的金属或石墨 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等 负极： 正极： 电解质溶液： 练一练 若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？ 7、原电池的表示方法： (-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+) “|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度。 化学电池的组成 能导电的物质 还原性较强的物质(多是金属电极本身) 氧化性较强的物质 酸溶液 碱溶液 盐溶液 或 熔融液 流出电子 流入电子 氧化反应 还原反应 组成 负极 正极 电解质 电极材料 ... ...
