第一節(jié) 原電池(上課)

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+

銅鋅原電池CuSO4溶液失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)Cu2++2e-=Cu陰離子陽離子總反應(yīng)：ZnCuZn+Cu2+=Zn2++CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu離子方程式化學(xué)方程式陽離子原電池原理外電路內(nèi)電路上面電池的缺點是_______________________。

效率低，壽命短在裝置中架上鹽橋連通,看有什么現(xiàn)象？電流計指針回到零點。電流計指針偏轉(zhuǎn)。(2)然后取出鹽橋，又將看到什么現(xiàn)象?

探究實驗4-1p71鹽橋中通常裝有含瓊膠的KCl飽和溶液ZnSO4ZnCuCuSO4A1、確定該原電池的正、負極，并寫出原電池中的兩個電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2、判斷電子的流動路線及溶液中陰、陽離子移動趨勢？3、鹽橋起什么作用？ZnSO4ZnCuCuSO4A負極（鋅片）Zn－2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）

正極（銅片）Cu2++2e-=Cu（還原反應(yīng)）電池總反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

一、由兩個半電池組成原電池的工作原理鹽橋的作用：

Cl-向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，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。此裝置優(yōu)點：能穩(wěn)定長時間放電!知識拓展幾個概念

1、原電池是由兩個半電池組成的；

2、半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng)，即電極反應(yīng)。

3、半反應(yīng)（電極反應(yīng)）涉及同一元素的氧化價態(tài)和還原價態(tài)：原電池的表示方法：

(-)Zn|Zn2+(C1)‖

Cu2+(C2)|Cu(+)“|”表示液-固相有一界面；“‖”表示鹽橋。在有氣體參加的電池中還要表明氣體的壓力，溶液要表明濃度。氧化態(tài)+ne-

還原態(tài)1、根據(jù)上述原理，為獲得較長時間的穩(wěn)定電流，如何將“Zn-稀H2SO4-Cu”組成的原電池（如左下圖）進行簡單改裝？課堂練習(xí)A稀H2SO4鋅片銅片ZnSO4ZnCuH2SO4A2、依探究實驗4-1的原理，按以下反應(yīng)設(shè)計一個能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置，畫出裝置圖。

Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgAgNO3AgCuCu(NO3)2A3、下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是A、在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層B、鍍鋅鐵表面有劃損時，也能阻止鐵被氧化C、紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍黑色保護層D、濃硝酸比稀硝酸更能氧化金屬銅B二、探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等（可以）（不可以）形成條件二：電解質(zhì)溶液中。二、實驗探究形成原電池的條件二、探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）可以

（1）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極。

（2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。

（3）兩極相連形成閉合電路。

（4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)。二、探究形成原電池的條件ABCDEFMN1.下列哪幾個裝置能形成原電池？OVXVVXXXXV原電池構(gòu)成條件典型例題：2.一個電池反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,該反應(yīng)的的原電池正確組合是（）CABCD正極ZnCuCuFe負極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl典型例題：3.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，鋅為負極，此金屬是()A.Mg

B.Fe

C.Al

D.CuB4.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的pH()A.不變B先變大后變小C逐漸變大D.逐漸變小C5.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB6、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DA.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7.請根據(jù)氧化還原反應(yīng)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+設(shè)計成原電池。你有哪些可行方案?CuCu–2e-=Cu2+比Cu不活潑的金屬或石墨2Fe3++2e-=2Fe2+

Fe2(SO4

)3、FeCl3等負極：正極：電解質(zhì)溶液：若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶液又是什么？試畫出原電池的裝置簡圖。1.利用原電池原理設(shè)計新型化學(xué)電池；2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實驗室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣；3.進行金屬活動性強弱比較；4.電化學(xué)保護法，即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。三、原電池的主要應(yīng)用：5.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象(1)比較金屬活動性強弱。例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出。B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強C(2)比較反應(yīng)速率D原電池原理應(yīng)用：例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是A.純鋅和1mol/L硫酸B.純鋅和18mol/L硫酸C.粗鋅和1mol/L鹽酸D.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液例3：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)原電池原理應(yīng)用：(3)比較金屬腐蝕的快慢(4)判斷溶液pH值變化例4：

在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時間后，從裝置中共收集到0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為————mol,溶液的pH值變_________？（溶液體積變化忽略不計）0.2解得：y＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負極：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑大

0.015原電池原理應(yīng)用：(5)原電池原理的綜合應(yīng)用例5：市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。“熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在。“熱敷袋”是利用

放出熱量。2)炭粉的主要作用是

。3)加入氯化鈉的主要作用是

。4)木屑的作用是

。鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液使用“熱敷袋”時受熱均勻已知反應(yīng)AsO43－+2I－+2H+

AsO３3－+I2+H2O是可逆反應(yīng)．設(shè)計如圖裝置，進行下述操作：(Ⅰ)向(B)燒杯中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)微安培表指針偏轉(zhuǎn)；(Ⅱ)若改往(B)燒杯中滴加40％NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)微安培表指針向前述相反方向偏轉(zhuǎn)．試回答：(1)兩次操作過程中指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)?答：

。(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么會相反?試用平衡移動原理解釋此現(xiàn)象．答：____________________________________________________。(3)(Ⅰ)操作過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為

。(4)(Ⅱ)操作過程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為

。

這是原電池，指針偏轉(zhuǎn)是由于電子流過電流表

B中加鹽酸，AsO43—發(fā)生得電子反應(yīng)為正極；而當(dāng)加入NaOH后，AsO33—發(fā)生失電子反應(yīng)，為負極；2I——2e—=I2

AsO33——2e—+2OH－

=AsO43—+H2O

拓展練習(xí)（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的現(xiàn)象是：

兩極反應(yīng)式為：正極

；負極

。該裝置將

能轉(zhuǎn)化為

能。（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為

，總反應(yīng)方程式為

。鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。2H++2e—=H2↑Mg－2e—=Mg2+

化學(xué)電Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑小結(jié)１定義:（1）由兩個半電池組成的鋅銅原電池的工作原理原電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。2、原電池的工作原理較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電