原电池的工作原理_

第一节原电池的工作原理专题1化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化活动与探究一向盛有30ml1.0mol·L-1CuSO4溶液的小烧杯中,加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度计的变化。现象:温度迅速上升，有红色物质析出结论:Zn(s)+Cu2+(aq)＝Zn2+(aq)+Cu(s)△H=-216.81kJ·mol－1化学能热能[设疑]请根据你的经验猜想Zn与CuSO4溶液的反应是吸热反应还是放热反应？并设计实验方案加以证明。化学能?一、原电池1、概念：把化学能转化为电能的装置。知识回顾(1)有自发的氧化还原反应（2）活泼性不同的两个电极（3）两个电极插入电解质溶液中（4）形成闭合回路（用导线连接或电极直接接触）反应的要求电极材料的要求溶液的要求原电池的形成条件CuC①②③④×√√×2.ZnCuCuSO43、原电池的工作原理Zn2+电池总反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuSO42-Cu2+电子e-e-e-e-e-Zn2+Zn2+Zn2+电流正极（铜电极）负极（锌电极）氧化反应还原反应电解质溶液失e-，沿导线传递负极正极3、原电池工作原理：发生氧化反应发生还原反应阴离子阳离子有电流产生ZnCuCuSO4正极（铜电极）Cu2++2e-=CuCu2+电子e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-Cu2+Cu2+Cu2+缺陷：不能产生持续稳定的电流，化学能转化为电能效率不高如何解决？ZnCuCuSO4什么溶液？对应金属的可溶性盐ZnSO4盐桥盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。Cl-和K+在盐桥中可自由移动盐桥的作用：（1）形成闭合回路（代替两溶液直接接触）（2）平衡电荷（保证电解质溶液呈电中性）K+Cl-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+e-e-e-e-Cu2++2e-=CuZn-2e-=Zn2+盐桥中离子运动方向：K+Cl-负极正极与电解质溶液离子运动方向一致电解质溶液失e-，沿导线传递负极正极发生氧化反应发生还原反应有电流产生盐桥K+Cl-二、带盐桥的原电池工作原理：电解质溶液ZnCuCuSO4ZnSO4盐桥K+Cl-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+e-e-e-e-Cu2++2e-=CuZn-2e-=Zn2+半电池半电池半电池包括电极材料和电解质溶液二、带盐桥的原电池工作原理：电子e-电流负极负极优点：能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率三、原电池的设计利用Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应P14活动与探究1、前提：是氧化还原反应2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应负极（氧化反应）：Fe-2e-=Fe2+正极（还原反应）：Cu2＋＋2e-=Cu3、以两极反应为原理，确定材料及电解质溶液负极材料：Fe4、画出示意图Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计原电池的思路正极材料：Cu或石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属电解质溶液：CuSO4溶液（铜的可溶性盐）负极：Fe–2e-=Fe2+正极：Cu2++2e-=CuCuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO4利用2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。试一试1：设计原电池的思路：1、前提：是氧化还原反应2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应负极（氧化反应）：Cu-2e-=Cu2+正极（还原反应）：2Fe3＋＋2e-=2Fe2+3、以两级反应为原理，确定材料及电解质溶液负极材料：Cu正极材料：石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属电解质溶液：FeCl3溶液4、画出示意图2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+正极：2Fe3＋＋2e-=2Fe2+负极：Cu-2e-=Cu2+CuCCuSO4FeCl3CCuFeCl3(-)：Zn–2e-=Zn2+(+)：2H++2e-=H2↑电池反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑ZnCuH2SO4ZnSO4盐桥—+把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式ZnCuH2SO4试一试2：四、原电池的正负极的判断方法微观判断（根据电子流动方向）电子流出的极电子流入的极——负极——正极较活泼的电极材料较不活泼的电极材料质量增加的电极工作后质量减少的电极——负极——正极——正极——负极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生还原反应的极宏观判断：①根据电极材料②根据原电池电极发生的反应③根据电极增重还是减重④根据电极有气泡冒出：——负极——正极负极：2Al+8OH－—6e-=2AlO2－+4H2O正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH－总：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑稀硫酸负极：Mg—2e-=Mg2+正极：2H++2e-=H2↑总：Mg+2H+=Mg2++H2↑特殊情况练习1.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为________________ZYXW比较金属活动性强弱。原电池原理应用