第四章 电化学基础 第一节原电池

原电池第四章电化学基础电化学：研究化学能与电能之间相互转换的装置、过程和效率的科学。过程及装置分按电化学反应2.借助电流而发生反应及装置(如:电解池)｛1.产生电流的化学反应及装置(如:原电池等)普通干电池充电干电池钮扣电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池手机电池CuZn稀硫酸---Zn2+H+H+Zn－2e-=Zn2+负极正极2H++2e-=H2↑总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑负正氧化反应还原反应现象：锌棒溶解，铜棒上有气泡ACuZn---Zn2+H+H+负极正极阳离子阴离子正极负极SO42-原电池工作原理Ae-氧化反应Zn-2e-=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极Zn+2H+=Zn2++H2↑(离子方程式）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（化学方程式）阳离子原电池原理外电路内电路电极反应电极反应判断下列装置哪些属于原电池H2SO4ZnZn（1）石墨石墨H2SO4（2）H2SO4Zn石墨（3）ZnCuH2SO4（4）CuSO4ZnCu（5）C2H5OHZnCu（6）ZnCuZnSO4CuSO4（7）（1）有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。1.内部条件：能自发进行氧化还原反应2.外部条件：组成原电池的条件两极一液成回路，氧化还原是中心理论上应看到只在铜片上有大量气泡，实际上锌片上也有大量气泡产生，这是什么原因导致的呢？最终又会造成什么后果？怎样避免和克服呢？A稀H2SO4锌片铜片想一想【交流·研讨一】让锌片与稀硫酸不直接接触ZnSO4溶液H2SO4溶液ZnCuA？改进如何改进原电池装置？稀硫酸CuZnA盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂作成的冻胶。实验探索实验现象：分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。得出结论2.盐桥的作用：（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触改进后的原电池装置提高了能量转换率1.工作原理ZnSO4溶液CuSO4溶液从而持续稳定的产生电流。⑵可使连接的两溶液保持电中性练习：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-=CuCuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO4三、原电池考点小结1、原电池原理的应用：练1：根据原电池的原理，能否设计Fe3+的氧化性比Cu2+强？写出总反应,画出装置图并注明正负极反应.总反应：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+负极正极Cu－2e-=Cu2+2Fe3++2e-=2Fe2+设计盐桥原电池的思路：还原剂和氧化产物为负极的半电池氧化剂和还原产物为正极的半电池Zn+2Ag+=Zn2++2Ag根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液外电路用导线连通，可以接用电器内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路三、原电池考点小结1、原电池原理的应用：练3.（07海南）依据氧化还原反应：2Ag+（aq）+Cu（s）==Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图所示。请回答下列问题：（1）电极X的材料是；电解质溶液Y是；（2）银电极为电池的极，发生的电极反应为；X电极上发生的电极反应为；（3）外电路中的电子是从电极流向电极。CuAgNO3溶液2Ag++2e-=2AgCu-2e-=Cu2+CuAg正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。三、原电池的主要应用：5.解释某些化学现象1.把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，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极产生大量气泡，b、d相连时，溶液中的阳离子向b极移动。则四种金属的活泼性顺序为：。a＞c＞d＞ba＞bc＞da＞cd＞b1.（08广东卷）用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A①②B．②③C．②④D．③④C2.(07年海南高考）依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示，请回答下列问题：（1）电极X的材是；电解质溶液Y是；（2）银电极为电池的极，发生的电极反应为；X电极上发生的电极反应为；（3）外电路中的电子是从电极流向电极。CuAgNO3正XAg二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用1.由组成原电池的电极材料判断一般负极－的金属正极－的金属或导体，以及某些金属氧化物可以理解成：与电解质溶液反应练习：Mg-Al-H2SO4中是正极，是负极Mg-Al-NaOH中是正极是负极MgAlAlMg活泼性强活泼性弱非金属负极1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断电子－－由流出，流入；电流－－由流出，流入。负极正极正极负极1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断3.根据电极反应类型判断负极－－电子，发生反应正极－－电子，发生反应失得氧化还原1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断3.根据电极反应类型判断4.根据电解质溶液离子移动的方向判断阴离子－向极移动（负极带正电荷）阳离子－向极移动（正极带负电荷）负正1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断3.根据电极反应类型判断4.根据电解质溶液离子移动的方向判断5.根据电极现象来判断负极－－；正极－－；牺牲、溶解增重、气泡1.由组成原电池的电极材料判断2.根据电子（电流）流动的方向判断3.根据电极反应类型判断4.根据电解质溶液离子移动的方向判断5.根据电极现象来判断6.燃料电池中燃料在反应氧化剂在反应负极正极小结3.两个电极相连插入电解质溶液中并形成闭合电路;把化学能直接转化为电能的装置。1.有两块金属(或非金属)导体作电极;2.电解质溶液二.构成原电池的基本条件：一.原电池：4.有可自发进行的氧化还原反应。三.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：1.用还原性较强的物质(如：活泼金属)作负极，向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作正极，从外电路得到电子。2.原电池在放电时，负极上的电子经过导线流向正极，而氧化性较强的物质从正极上得到电子，两极之间再通过盐桥及原电池内部溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。小结五.原电池的表示方法：(-)Zn|ZnSO4‖CuSO4|Cu(+)“|”表示液-固的界面；“‖”表示盐桥。四.电极的判断、电极反应、电子流向、阴阳离子移动方向、电流方向。六.原电池的应用1.判断金属活动性强弱；2.加快反应速率；3.防止金属被腐蚀；4.判断实用化学电池。