第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池人教版選修4化學(xué)反應(yīng)原理本節(jié)要點(diǎn)2、原電池的基本組成4、原電池的工作原理1、原電池的定義3、構(gòu)成原電池的基本條件1780年意大利著名生物學(xué)家伽伐尼。解剖青蛙時(shí)，已死去的青蛙竟然發(fā)生了抽搐。伽伐尼做了如下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1用一枝銅鉤插入死青蛙的脊髓中，再掛在鐵欄桿上，當(dāng)青蛙腿碰到鐵欄桿時(shí)，就發(fā)生顫抖。實(shí)驗(yàn)2將青蛙放到銅制的解剖盤里，當(dāng)解剖刀接觸蛙腿時(shí)，蛙腿發(fā)生抽搐他根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出青蛙自身肌肉和神經(jīng)里的“生物電”是導(dǎo)致抽搐的原因。1791年，伽伐尼發(fā)表了論肌肉中的生物電論文，引起廣泛關(guān)注。閱讀材料意大利生物學(xué)家伽伐尼GALVANI,L在做青蛙的解剖實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有青蛙抽搐現(xiàn)象。原電池的雛形理論解釋生物電觀點(diǎn)（即動(dòng)物有電）善于質(zhì)疑的意大利物理學(xué)家伏打，提出了疑問為什么只有青蛙腿和銅器或鐵器接觸時(shí)才發(fā)生抽搐他做了如下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1將青蛙腿放在銅盤里，用解剖刀去接觸，蛙腿抽搐實(shí)驗(yàn)2將青蛙腿放在木盤里，用解剖刀去接觸，蛙腿不動(dòng)伏打用實(shí)驗(yàn)推翻了伽伐尼的結(jié)論，認(rèn)為要有兩種活潑性不同的金屬同時(shí)接觸蛙腿，蛙腿才會(huì)抽搐。由此,伏打加以研究,于1799年發(fā)明了世界上第一個(gè)電池伏打電池即原電池伏打?qū)ι镫娪^點(diǎn)的質(zhì)疑（VOLTA,A17451827）1800年建立伏打電堆模型。伏打電池是實(shí)用電池的開端。原電池的定義V原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置類似于水果電池（將水果中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）本質(zhì)將物質(zhì)中儲(chǔ)存的化學(xué)能通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)以電能的形式表現(xiàn)出來。干電池鋰電池紐扣電池溫馨TIP手機(jī)上的鋰電池不宜進(jìn)行過充、放電。雖說鋰電池有過充保護(hù)，若保護(hù)板壞了，過充電就很危險(xiǎn)，嚴(yán)重會(huì)引起爆炸。過放電亦有危險(xiǎn)。原電池的基本組成正極負(fù)極電極如，氧化反應(yīng)ZN2EZN2如，還原反應(yīng)CU22ECU發(fā)生還原反應(yīng)，得電子，電子流入發(fā)生氧化反應(yīng)，失電子，電子溢出電極的判斷1對(duì)于金屬金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；2對(duì)于金屬非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬是正極，如干電池等；失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)負(fù)極；得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)正極。從宏觀上判斷從微觀上判斷1某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是AMGBFECALDCUB練習(xí)2我們?nèi)粘Ｊ褂玫母呻姵厥且环N鋅錳電池，也叫碳鋅電池。它里面包含二氧化錳、碳粉以及淀粉等填充物。若負(fù)極為鋅棒，則正極為（）A二氧化錳B碳棒C淀粉D以上都不是B電解質(zhì)溶液提供可導(dǎo)電的陰陽離子，導(dǎo)通電路。如，稀硫酸溶液、硫酸銅溶液等CUZNZN2HH陽離子陰離子正極負(fù)極SO42電解質(zhì)溶液中陰陽離子定向移動(dòng)的機(jī)理【探究一】CUZNZN2ZN2ZN2ZN2ZN2ZN2ZN2H負(fù)極正極靜電斥力靜電引力SO42靜電引力如何檢驗(yàn)電子的流動(dòng)【探究二】CUZN稀硫酸ZN2HH電流計(jì)AZN2EZN22H2EH2組成原電池的基本條件活潑性不同的兩導(dǎo)體電極電解質(zhì)溶液形成閉合回路氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么（可以）（可以）（可以）（不可以）（可以）（不可以）（不可以）鹽橋的作用（1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。（2）平衡電荷，使溶液呈電中性。原電池的工作原理外電路ZN失去電子沿導(dǎo)線通過電流表進(jìn)入銅片內(nèi)電路ZN原子失去電子成為ZN2進(jìn)入溶液，使ZNSO4溶液因ZN2增加而帶正電，鹽橋中的CL會(huì)移向ZNSO4溶液；同時(shí)CU2獲得電子成為金屬沉淀在銅片上，使CUSO4溶液因SO42相對(duì)增加而帶負(fù)電，鹽橋中的K移向CUSO4溶液，從而形成閉合回路。氧化反應(yīng)ZN2EZN2銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失E，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)CU22ECU陰離子陽離子總反應(yīng)負(fù)極正極CU22ECUZN2EZN2ZNCU2ZN2CU電極反應(yīng)正極負(fù)極（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽離子工作原理示意圖工作原理示意圖外電路內(nèi)電路1、鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽離子（）A移向ZN極，陰離子移向CU極B移向CU極，陰離子移向ZN極C和陰離子都移向ZN極D和陰離子都移向CU極B溫馨TIP鋼鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕。原因是鋼鐵內(nèi)部含有無數(shù)個(gè)碳顆粒。這些碳顆粒和鐵就會(huì)形成無數(shù)個(gè)原電池，而鋼鐵表面的水膜則充電電解質(zhì)。2、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CUSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是A鐵圈和銀圈左右搖擺不定B保持平衡狀態(tài)C鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜D銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜D例4依據(jù)氧化還原反應(yīng)2AGAQCUSCU2AQ2AGS設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。鹽橋XYACUSO4溶液電流計(jì)AG請回答下列問題1電極X的材料是_；電解質(zhì)溶液Y是_；2銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_；3外電路中的電子是從_電極流向_電極。銅或CUAGNO3溶液正AGEAGCU2ECU2負(fù)CU正AG思考上圖我們用的是雙液原電池，能不能用單液原電池也就是說能不能把鹽橋去掉，把CU棒和AG棒插在同一個(gè)AGNO3電解質(zhì)溶液中溫馨TIP實(shí)驗(yàn)室用鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，用粗鋅比用純鋅制取氫氣的速率要快，這是由于粗鋅中含有雜質(zhì)，雜質(zhì)與鋅形成無數(shù)個(gè)微小原電池，加快反應(yīng)速率。1不能保證只有所需的陰陽離子得失電子，即其他的陰陽離子也能在正負(fù)極上得失電子，如ZNCUCUSO4原電池。銅離子得電子后形成單質(zhì)銅大多附著在正極銅棒上，但也不排除一部分銅單質(zhì)附著在鋅棒上。并且與鋅棒形成新的原電池，進(jìn)一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。TIP2單液原電池電流微弱，供電時(shí)間短暫，不能持續(xù)對(duì)外提供電能，電池的放電效率低，不適合于試劑應(yīng)用。如ZN