原電池的工作原理(lin)

1、原電池的工作原理過(guò)程及裝置分按電化學(xué)反應(yīng)知識(shí)回顧電化學(xué)：指研究化學(xué)能與電能之間相互 轉(zhuǎn)換的裝置、過(guò)程和效率的科學(xué)。2. 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 (如:電解池)1. 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 (如:原電池等)探究一預(yù)測(cè)3實(shí)驗(yàn)1 的現(xiàn)象和結(jié)論 現(xiàn)象鋅粉溶解,有紅色物質(zhì)析出,溫度計(jì)顯示溫度迅速上升。結(jié)論Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu化學(xué)能 熱能上述反應(yīng)顯然發(fā)生了電子從Zn轉(zhuǎn)移到Cu2+的過(guò)程，然而電子的轉(zhuǎn)移沒(méi)有形成有秩序的電子流，反應(yīng)的化學(xué)能不能變成電能而變?yōu)闊崮堋Ｈ绻O(shè)計(jì)一個(gè)裝置，使Zn不直接把電子給予Cu2+，讓電子經(jīng)過(guò)一段導(dǎo)線(xiàn)有秩序地轉(zhuǎn)移給Cu2+，這樣，電子沿導(dǎo)線(xiàn)按一定方向移動(dòng)，就可以獲

2、得電流。 必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)必發(fā)生得電子的還原反應(yīng)一、原 電 池 工 作 原 理 示 意 圖ZnCu硫酸銅化學(xué)能 電能原電池這種裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，稱(chēng)為原電池（Primary Cell）二、原電池形成條件(2)有兩個(gè)電極(3)有電解質(zhì)溶液(4)能形成閉合回路(1)能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)（前提條件）探究二預(yù)測(cè)3實(shí)驗(yàn)2 的現(xiàn)象和結(jié)論 現(xiàn)象:鋅片變細(xì),銅上有紅色物質(zhì)析出,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).結(jié)論:化學(xué)能 電能Zn-2e-=Zn2+Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu2e-Cu2+2e-=CuZnCuCuSO4A鹽橋：在U型管中裝滿(mǎn)用飽和KCl溶液和瓊膠作成的凍膠。鹽橋的作用：1.使Cl-向

3、鋅鹽方向動(dòng),K+向銅鹽方向移動(dòng)，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。2.提高電池的效率知識(shí)拓展： 原電池是由兩個(gè)半電池組成的；半電池包括電極材料和電解質(zhì)溶液。 半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng)，即電極反應(yīng)。所以半電池又叫電極。 電池反應(yīng)即為總反應(yīng)三、原電池正負(fù)極的判斷負(fù)極：e-流出（電子流動(dòng)的方向）； 失e-，發(fā)生氧化反應(yīng)；（發(fā)生的反應(yīng)） 比較活潑的金屬；（電極的材料） 材料質(zhì)量減少或不變（反應(yīng)的現(xiàn)象）正極： e-流入； 得e- ，發(fā)生還原反應(yīng)； 比較不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘伲?材料不參加反應(yīng)，質(zhì)量增加或不變一般規(guī)律四、電極反應(yīng)式、電池反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)負(fù)極： Cu 2e-

4、 = Cu 2+ 正極： 4H+ +2NO3 + 2 e- = 2NO2 + 2H2O總：Cu + 4H+ +2NO3= 2NO2 + Cu 2+ + 2H2O判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說(shuō)明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱(chēng)，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。()()()2H+2e-H2負(fù)極：總反應(yīng)：正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4()負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()負(fù)極

5、：正極：總反應(yīng)：Fe2e- Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2或 Fe+H2SO4FeSO4+H2為獲得較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定電流,如何將必修2中由“Zn-稀H2SO4-Cu”組成的原電池（如左下圖）進(jìn)行簡(jiǎn)單改裝？ZnSO4H2SO4AZn CuZnCuH2SO4A1.加快化學(xué)反應(yīng)速率2.制造化學(xué)電源五、原電池的應(yīng)用練習(xí). X、Y、Z、W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中,用導(dǎo)線(xiàn)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)開(kāi)ZYXW應(yīng)用3.比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱應(yīng)用4.設(shè)計(jì)化學(xué)電池a 把方程拆為兩個(gè)半反應(yīng)，氧化劑在正極，還原劑在負(fù)極b 確定電極材料 若發(fā)生氧化反應(yīng)的是金

6、屬，可用該金屬直接做負(fù)極，若是氣體或離子則用惰性電極發(fā)生還原反應(yīng)的材料一般不如負(fù)極材料活潑c 確定電解質(zhì)溶液：一般選用反應(yīng)中的電解質(zhì)溶液d 構(gòu)成閉合回路負(fù)極：正極：CuFeCuSO4FeSO4活動(dòng)與探究：依探究實(shí)驗(yàn)2的原理，按:Cu2+ +Fe=Cu+Fe2+ 的反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置,畫(huà)出裝置圖。 CuSO4AFeCu電解質(zhì)溶液：（ Fe ）Fe 2e- =Fe2+（ CuC ) Cu2+ +2e- =Cu CuSO4溶液 原電池的設(shè)計(jì)練習(xí)2 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)。（C/Ag）2Fe32e- =2Fe2+ （Cu）Cu-2e- =Cu2+CuCCuSO4FeCl3CCu FeCl3負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：FeCl3溶液一位年輕的化學(xué)家來(lái)