原電池的原理及其應(yīng)用同步課件【高效課堂+備課精研】 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第四章

化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)

第1課時(shí)

原電池原電池的工作原理【課前引入】現(xiàn)代生活離不開(kāi)方便實(shí)用的化學(xué)電源。原電池：能把

轉(zhuǎn)化為

的裝置化學(xué)能電能原電池定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，叫做原電池電極：Zn片、Cu片電解質(zhì)溶液：稀硫酸、簡(jiǎn)稱電解液原電池的組成結(jié)構(gòu)導(dǎo)線1.組成原電池的條件以鋅銅原電池為例①需要一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)②需要兩個(gè)活潑性不同的電極③需要電解質(zhì)溶液④需要構(gòu)成閉合回路自制水果電池2、原電池正負(fù)極的判斷判斷依據(jù)電子流向電流流向離子移向電極反應(yīng)電極現(xiàn)象電極材料負(fù)極正極較活潑金屬較不活潑金屬（非金屬）電子流出電子流入電流流入電流流出陰離子移向陽(yáng)離子移向氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極減輕電極增重或有氣泡產(chǎn)生整個(gè)電路構(gòu)成了閉合回路，帶電粒子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流外電路：內(nèi)電路：陽(yáng)離子（+）→正極；陰離子（-）→負(fù)極電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液：電子不下水離子不能通過(guò)金屬導(dǎo)體：離子不上岸2.離子流向：1.電流流向：正極→負(fù)極；

電子流向：負(fù)極→正極正正負(fù)負(fù)一致存在的問(wèn)題：將鋅片、銅片置于稀硫酸中并以導(dǎo)線連接起來(lái)組成原電池，可以獲得電流。這種原電池中氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)并沒(méi)有完全隔開(kāi)，如鋅與其接觸的稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，電流會(huì)逐漸衰減。一．原電池原理2．實(shí)驗(yàn)4-1雙液電池將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個(gè)鹽橋連接鹽橋：裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，離子可以在其中自由移動(dòng)。一．原電池原理3．原電池中鹽橋的作用：(1)通過(guò)鹽橋中離子的定向移動(dòng)，平衡電荷，使連接的兩溶液保持電中性(2)使兩個(gè)隔離的電解質(zhì)溶液連接起來(lái)，構(gòu)成閉合回路，使電流持續(xù)傳導(dǎo)。(3)使用鹽橋是將兩個(gè)半電池完全隔開(kāi)，減少副反應(yīng)，可以獲得單純的電極反應(yīng)，有利于最大限度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。一．原電池原理4．雙液電池的工作原理

SO42－Zn2+e－e－SO42－Cu2+K+CuZnK+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－Cl－K+K+K+K+Cl－Cl－K+Cl－Cl－Cl－Cl－K+負(fù)極正極Zn－

2e－＝Zn2＋電子流出，電流流入氧化反應(yīng)陰離子移向Cu2＋＋2e－＝Cu電流流出，電子流入還原反應(yīng)陽(yáng)離子移向鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū)，陽(yáng)離子移向正極區(qū)【典例1】有關(guān)如圖所示原電池(鹽橋中吸附有KNO3飽和溶液)的敘述不正確的是()A．鹽橋中的K＋向Cu片一極移動(dòng)B．電子沿導(dǎo)線由Cu片流向Ag片C．正極的電極反應(yīng)是Ag＋＋e－==AgD．Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)【答案】A鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作一段時(shí)間后，甲池的c()減小C.電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加D.陰陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡C原電池的應(yīng)用二．原電池的應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)的速率構(gòu)成原電池的反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率快，例如，在鋅與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應(yīng)生成Cu，從而形成Cu－Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2的速率。二．原電池的應(yīng)用2．比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱(負(fù)極>正極)例如，有兩種金屬a和b，用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產(chǎn)生。由此可判斷出a是負(fù)極、b是正極，且金屬活動(dòng)性：a>b。3.金屬的防護(hù)。使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。二．原電池的應(yīng)用4．設(shè)計(jì)原電池理論上，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計(jì)成原電池。(a)外電路負(fù)極——化合價(jià)升高(失電子)的物質(zhì)正極——活潑性弱的物質(zhì)，一般選碳棒(b)內(nèi)電路：化合價(jià)降低的物質(zhì)作電解質(zhì)溶液。如：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2負(fù)極：A液：正極：B液：鹽橋

CuC/PtCuSO4/CuCl2AgNO3負(fù)極：A液：正極：B液：鹽橋

ZnC/PtZnSO4/ZnCl2CuSO4

(1)電極X的材料是_____;Y是________。(2)銀電極發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)__________________,X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)____________________(3)若最初兩電極質(zhì)量相等，當(dāng)外電路中有0.2mol電子通過(guò)時(shí)，兩電極質(zhì)量差為_(kāi)___g．CuAgNO3

28以NiOOH—Zn(KOH為電解質(zhì))電池為例，電池總反應(yīng)為：

負(fù)極劑：_________；電子平______________________________；產(chǎn)物：________；電荷平______________________________原子平：___________________正極劑：_________；電子平：______________________________產(chǎn)物：_______；電荷平：_____________________________原子平：___________________ZnZnO22-NiOOH效果檢測(cè)1．如圖所示，下列對(duì)于該原電池的敘述正確的是()A．銅是負(fù)極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B．銅片質(zhì)量逐漸減小C．電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D．氫離子在銅片表面被還原【答案】D2．（2021·甘肅靖遠(yuǎn)·高二期末）下列裝置中，電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是A．

B．

C．

D．【答案】D3．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()A．正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B．原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置C．原電池工作時(shí)，正極和負(fù)極上發(fā)生的都是氧化還原反應(yīng)D．鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極就有0.1g氫氣生成【答案】B4．把a(bǔ)、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(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，外電路的電流由d到c；a、c相連時(shí)，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時(shí)，d極逐漸溶解，則四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ〢．a(chǎn)>b>c>d B．a(chǎn)>c>d>b C．c>a>d>b D．b>d>c>a【答案】B5．（2021·安徽·高二月考）NO2是大氣的主要