选修4第四章第一节 原电池

第四章电化学基础第一节原电池（可以）（可以）（可以）（不可以）判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？（不可以）（不可以）如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀H2SO4时：Zn电极是____（填“正”或“负”）极，其电极反应为_______________，该反应是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应；Cu电极是______极，其电极反应为_______________,该反应是_________反应。（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时：Zn电极是____极，其电极反应为_____________，该反应是________反应；Cu电极是____极，其电极反应为_______________,该反应是_________反应.负Zn－2e-=Zn2+氧化正2H++2e-=H2↑还原负Zn－2e-=Zn2+氧化正Cu2++2e-=Cu还原原电池的工作原理负极还原反应氧化反应正极失e－得e－电子e－电流Ｉ把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流．对锌铜原电池工作原理的进一步探究左图原电池的缺点：效率低，而且时间稍长电流就很快减弱。思考：这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌表面析出，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，不再构成原电池了，也就没有电流在产生。改进措施？将锌片与硫酸铜溶液隔离硫酸锌溶液硫酸铜溶液上述装置构成原电池了吗？为什么？怎样才能构成原电池呢？改进为所示的原电池装置---盐桥式原电池盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液此装置优点：能稳定长时间放电盐桥的作用是什么？改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？阅读教材72页盐桥的作用：（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。（2）平衡电荷，保持溶液电中性。盐桥中电解质的选择？若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用饱KNO3溶液等代替KCl作盐桥。指出电池的正负极，并分别写出负极和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。负极（锌片）：Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）正极（铜片）：Cu2++2e-=Cu（还原反应）电池反应（总化学方程式）：Zn+Cu2+=Zn2++Cu电池符号：Zn︱ZnSO4‖CuSO4︱Cu负极盐桥正极一、由两个半电池组成原电池（盐桥式原电池）的工作原理①用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。②原电池的内部及盐桥，通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。负极还原反应氧化反应正极失e－得e－电子e－电流Ｉ1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液原电池的设计利用Fe+Cu2+=Fe2++Cu，设计一个原电池.CuFeCuSO4FeSO4化合价升高失2e-化合价降低得2e-思考讨论：利用此氧化还原反应来设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图（Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2）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+【练习】1、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()A．abcdB．acdbC．cab.dD．bdcaBCu+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、AgNO32、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总结1、复习回忆了原电池的形成。2、进一步了解原电池的反应原理，正确书写电极反应式。3、利用氧化还原反应原理设计了原电池。由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。（3）电解质溶液和电极材料的选择（电池的电极必须导电）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。