1、,第一節(jié) 原電池的工作原理,專(zhuān)題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化,第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,一、原電池,1、概念：,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。,知識(shí)回顧,(1)有自發(fā)的氧化還原反應(yīng),（2）活潑性不同的兩個(gè)電極,（3）兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液中,（4）形成閉合回路 （用導(dǎo)線連接或電極直接接觸）,原電池的形成條件,2.,3、原電池的工作原理,Zn2+,電池總反應(yīng)：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+,Zn - 2e- = Zn2+,Cu2+ + 2e- = Cu,SO42-,Cu2+,電子e-,e-,e-,e-,e-,Zn2+,Zn2+,Zn2+,電流,正極（銅電極）,負(fù)極（鋅電極）,氧化反應(yīng),還原反應(yīng)

2、,缺陷：不能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能效率不高,如何解決？,CuSO4,什么溶液？,對(duì)應(yīng)金屬的可溶性鹽,ZnSO4,鹽橋,鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液的瓊脂。Cl-和K+在鹽橋中可自由移動(dòng),K+,Cl-,Zn2+,Zn2+,Zn2+,Zn2+,e-,e-,e-,e-,Cu2+ + 2e- = Cu,Zn - 2e- = Zn2+,電解質(zhì)溶液,失e-，沿導(dǎo)線傳遞,負(fù)極,正極,發(fā)生氧化反應(yīng),發(fā)生還原反應(yīng),有電流產(chǎn)生,鹽橋,K+,Cl-,二、帶鹽橋的原電池工作原理：,電解質(zhì)溶液,優(yōu)點(diǎn)：,能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流，提高原電池電流效率,三、原電池的正負(fù)極的判斷方法,電子流出的極 電子流入

3、的極,負(fù)極 正極,較活潑的電極材料 較不活潑的電極材料,質(zhì)量增加的電極 工作后 質(zhì)量減少的電極,負(fù)極 正極,正極 負(fù)極,工作后，有氣泡冒出的電極為正極,發(fā)生氧化反應(yīng)的極 發(fā)生還原反應(yīng)的極,負(fù)極 正極,特殊情況,四、原電池的設(shè)計(jì),利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu 設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫(huà)出示意圖，寫(xiě)出電極反應(yīng),P14活動(dòng)與探究,1、前提：是氧化還原反應(yīng),2、把氧化還原反應(yīng)分解為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng),負(fù)極（氧化反應(yīng)）：Fe - 2e- =Fe2+,正極 （還原反應(yīng)）：Cu22e- = Cu,3、以兩極反應(yīng)為原理，確定材料及電解質(zhì)溶液,負(fù)極材料：Fe,4、畫(huà)出示意圖,Fe + Cu2+ =

4、 Fe2+ + Cu,設(shè)計(jì)原電池的思路,正極材料：Cu或石墨或鉑或比Cu不活潑的其他金屬,電解質(zhì)溶液：CuSO4溶液（銅的可溶性鹽）,利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ 設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫(huà)出示意圖，寫(xiě)出電極反應(yīng)。,試一試1：,設(shè)計(jì)原電池的思路：,1、前提：是氧化還原反應(yīng),2、把氧化還原反應(yīng)分解為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng),負(fù)極（氧化反應(yīng)）：Cu - 2e- =Cu2+,正極 （還原反應(yīng)）：2Fe32e- =2Fe2+,3、以兩級(jí)反應(yīng)為原理，確定材料及電解質(zhì)溶液,負(fù)極材料：Cu 正極材料：石墨或鉑或比Cu不活潑的其他金屬 電解質(zhì)溶液：FeCl3溶液,4、畫(huà)出示意圖,2Fe3+ +Cu =

5、2Fe2+ + Cu2+,(-)：Zn 2e- = Zn2+,(+)：2H+ +2e- = H2,電池反應(yīng)： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,把右圖設(shè)計(jì)成有鹽橋的原電池裝置，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式,試一試2：,五、原電池原理應(yīng)用,1加快氧化還原反應(yīng)的速率 例如：在鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液能使產(chǎn)生H2的速率加快。 2尋求和制造干電池和蓄電池等化學(xué)能源 3比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 例如：有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出a是負(fù)極，b是正極，由原電池原理可知，金屬活動(dòng)性ab。 4比較金屬腐蝕的快慢以及選擇金屬

6、的防護(hù)方法,練習(xí)1. X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線連接,可以組成原電池,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示: 則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?_,ZYXW,練習(xí)2：已知電極材料：鐵、銅、銀、石墨、鋅、鋁；電解質(zhì)溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列問(wèn)題： (1)電工操作上規(guī)定：不能把銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線連接在一起使用。請(qǐng)說(shuō)明原因： _。 2)若電極材料選銅和石墨，電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液，外加導(dǎo)線，能否構(gòu)成原電池？_。若能。請(qǐng)寫(xiě)出電極反應(yīng)式，負(fù)極：_， 正極：_(若不能，后兩空不填)。 (3)設(shè)計(jì)一種以鐵和稀硫酸反應(yīng)為原理的原電池，要求畫(huà)出裝置圖(需標(biāo)明電極材料及電池的

7、正、負(fù)極)。,【答案】(1)二者連接在一起時(shí)，接頭處在潮濕的空氣中形成原電池而被腐蝕 (2)能Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2 (3),練習(xí)2：Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器，該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)電池的負(fù)極材料為_(kāi)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：_。 (2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：_。 (3)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。 (4)組裝該電池必須在無(wú)水、無(wú)氧的條件下進(jìn)行，原