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第四章电化学基础第一节原电池复习与回顾1、原电池的定义：将化学能转变为电能的装置。2、原电池的实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能。3、组成原电池的条件：ZnAZnSO42－H+H+AZnSO42－H+H+CAZnCu煤油SO42－H+H+SO42—ZnH+H+CuA(x)(x)(√)(x)AZnSO42－H+H+木条(x)H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4组成原电池的条件：1、有两种活泼性不同的金属作电极（或金属与能导电的非金属或化合物）注意：燃料电池中两极可同选石墨或铂2、有电解质溶液3、构成闭合的回路4、能自发进行的氧化还原反应请写出图片中原电池的电极反应式和电池反应方程式。负极：（锌片）Zn-2e-=Zn2+氧化反应正极：（铜片）2H++2e-=H2↑总反应方程式：Zn+2H+=Zn2++H2↑还原反应4、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⑤电解质溶液中离子移动的方向：阴离子负极；阳离子正极实验探究1请根据反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计一个原电池进行实验并观察现象。（注意：观察电流表指针及两极的变化）思考：如果电解质溶液换成H2SO4溶液呢？现象：锌极溶解，铜锌两电极上都有气泡产生，电流计指针偏转，但不一会就回到原位。结论：用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。怎样改进原电池的装置，才能获得持续、稳定的电流呢？思考:怎样改进原电池的装置，才能获得持续、稳定的电流呢？方法：将锌片与硫酸铜溶液隔离按下图所示,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，有什么现象?电流计指针不偏转，且铜片和锌片上均无明显现象（即:无电子定向移动）实验探究2ZnCuSO4A上述装置构成了原电池吗？为什么？CuZnSO4在实验探究2的装置中架上盐桥连通,看有什么现象？实验探究3盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液ZnSO4ZnCuCuSO4A现象：有盐桥存在时，电流计指针发生偏转，即证明构成原电池装置。取出盐桥时，电流计指针即回到零点，即证明未构成原电池装置。二.盐桥式原电池：1.盐桥:（1）装置：装有琼胶和KCl饱和溶液的U形管（2）制备：烧杯中加入琼脂和蒸馏水，在水浴上加热至完全溶解。然后加入KCl或NH4NO3充分搅拌，完全溶解后趁热加入U形管中，冷凝。（3）作用：①让溶液始终保持电中性使电极反应得以继续进行②使两个烧杯中的溶液连成一个通路（4）优点：能产生持续、稳定的电流。1、确定该原电池的正、负极，判断电子的流动路线及溶液中阴、阳离子移动趋势？2、分析原电池的构造，并写出原电池中的两个电极反应和电池反应方程式。（4）电极反应式：负极（锌片）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）正极（铜片）：Cu2++2e-=Cu（还原反应）电池总反应方程式：Zn+Cu2+=Zn2++CuZnSO4ZnCuCuSO4A（3）电子：负极导线正极离子：阴离子负极阳离子正极（2）表示方法：Zn︱ZnSO4‖CuSO4︱Cu负极电解质溶液正极三.设计盐桥式原电池例1：Zn(s)+Fe2+(aq)===Zn2+(aq)+Fe(s)(1)装置可采用烧杯和盐桥，画出装置图；(2)注明原电池的正极和负极；(3)注明外电路中电子流向；(4)写出两个电极上的电极反应。ZnSO4ZnFeFeSO4A例2；将此反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2设计设计成盐桥式原电池。并画出装置图化合价降低得2e-Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+化合价升高失2e-CuCCuCl2FeCl3装置图离子方程式Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+1.利用原电池原理设计新型化学电池；2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；3.进行金属活动性强弱比较；4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。四、原电池的主要应用：5.解释某些化学现象(2)比较反应速率例2：下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和1mol/L盐酸；B.A.纯锌和1mol/L硫酸；纯锌和18mol/L硫酸；C.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（D）原电池原理应用：(3)比较金属腐蚀的快慢例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(2)(1)(3)原电池原理应用：通常金属的腐蚀的快慢类型：原电池的负极＞自然的腐蚀＞原电池的正极（保护）Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag化合价升高失2e-化合价降低得2e-电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。电极反应式：负极：Cu–2e-=Cu2+正极：2Ag++2e-=2Ag电解液：Cu(NO3)2、AgNO33、利用下面反应设计原电池选择电极材料和电解质溶液，写出电极方程式；并画出原电池简意图。CuCCu(NO3)AgNO3(4)判断溶液pH值变化例5：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L升气体，则流过导线的电子为————mol,溶液的pH值变_________？（溶液体积变化忽略不计）0.2解得：y＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根据电极反应：正极：负极：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑得：2222.4xy0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——2e——H2↑大0.015原电池原理应用：(5)原电池原理的综合应用例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。1)“热敷袋”是利用放出热量。2)炭粉的主要作用是。3)加入氯化钠的主要作用是。4)木屑的作用是。铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀原电池原理应用：小结一、原电池二、盐桥式原电池三、设计盐桥式原电池四、原电池的应用