人教版高中化學(xué)選修4：化學(xué)反應(yīng)原理 　原電池 市賽一等獎(jiǎng)

第一節(jié)原電池第一頁(yè)，共二十二頁(yè)。實(shí)驗(yàn):將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接（導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表），平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現(xiàn)象第二頁(yè)，共二十二頁(yè)。[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]：銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片不斷溶解，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]：導(dǎo)線中有電流通過(guò)為什么會(huì)出現(xiàn)上面的現(xiàn)象？第三頁(yè)，共二十二頁(yè)。二、原電池的構(gòu)成條件一、原電池：是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置第四頁(yè)，共二十二頁(yè)。1.兩種不同的金屬（或一種金屬與石墨或金屬氧化物）做電極2.用導(dǎo)線相連（或直接接觸）形成閉合回路3.電極插入電解質(zhì)溶液里4.能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)第五頁(yè)，共二十二頁(yè)。練習(xí)一：下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？ABCDEFMNCuSO4√√√√第六頁(yè)，共二十二頁(yè)。CuZn---Zn2+H+H+Zn-2e－=

Zn2+2H++2e－=

H2↑氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流陽(yáng)離子失去電子溶液中陽(yáng)離子得到電子陰離子正極負(fù)極SO42-活潑金屬不活潑金屬或石墨三.簡(jiǎn)單原電池的工作原理：外電路內(nèi)電路A第七頁(yè)，共二十二頁(yè)。原理總結(jié)：1.電路：外電路內(nèi)電路失電子的一極向得電子的一極（從負(fù)極到正極）與電子流動(dòng)方向相反（從正極到負(fù)極）陰離子流向負(fù)極陽(yáng)離子流向正極2.電極：電子流入的一極電子流出的一極3.電極反應(yīng)式：正極：2H++2e-＝H2↑負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+4.總反應(yīng)式：Zn+2H+

＝Zn2++H2↑電子流向：電流流向：負(fù)極：正極：第八頁(yè)，共二十二頁(yè)。練習(xí)二(2011年高考全國(guó)理綜卷)在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是()A.正極附近的SO42－離子濃度逐漸增大B.電子通過(guò)導(dǎo)線由銅片流向鋅片C.正極有O2逸出D.銅片上有H2逸出D第九頁(yè)，共二十二頁(yè)。寫(xiě)出下面原電池的電極反應(yīng)方程式負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：Cu2++2e-=Cu電池總反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

CuSO4

溶液AZn第十頁(yè)，共二十二頁(yè)。CuSO4

溶液AZn為什么電流表讀數(shù)不斷減?。?/p>

因?yàn)殂~在鋅表面析出后，與CuSO4溶液一起形成了原電池，產(chǎn)生的電流并沒(méi)有經(jīng)過(guò)電流表，所以電流表的讀數(shù)不斷減小。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，相當(dāng)于兩個(gè)電極都是銅，已不能發(fā)生原電池反應(yīng)，所以最后無(wú)電流產(chǎn)生。CuSO4

溶液AZn一段時(shí)間后我們?cè)O(shè)計(jì)原電池時(shí)把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)域進(jìn)行，再以適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。如下圖所示的原電池裝置第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)。CuZnZnSO4溶液CuSO4溶液Zn2+SO42-A實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)SO42-

Zn2+1.安培表指針會(huì)偏轉(zhuǎn)嗎？為什么2.怎樣構(gòu)成閉合回路？第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)。鹽橋四、鹽橋原電池的構(gòu)成和反應(yīng)原理第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)。改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋成分及在此的作用是什么？參考教材P72得出結(jié)論鹽橋的作用：

(1)使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路。

(2)使兩溶液保持電中性（平衡電荷）。鹽橋成分：含瓊膠的KCl飽和溶液第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)。SO42－Zn2+e－e－SO42－Cu2+K+鹽橋工作示意圖CuZnK+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－K+Cl－Cl－K+K+Cl－K+K+K+Cl－Cl－K+Cl－Cl－Cl－第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)。1、原理分析總結(jié)：

由于鹽橋（如KCl）的存在，其中陰離子Cl-向ZnSO4溶液擴(kuò)散和遷移，陽(yáng)離子K+則向CuSO4溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過(guò)剩的電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷進(jìn)行，一直到鋅片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+幾乎完全沉淀下來(lái)。

在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠離子遷移完成的。取出鹽橋，Zn失去電子形成的Zn2+進(jìn)入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而帶正電荷。同時(shí)，CuSO4則由于Cu2+

變?yōu)镃u，使得SO42-相對(duì)較多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中斷。第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)。鋅半電池銅半電池電極反應(yīng)：負(fù)極：正極：總反應(yīng)：

Cu2++2e-=CuZn－2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2++Cu鋅銅原電池（鹽橋）ZnSO4溶液CuZnCuSO4溶液鹽橋第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)。2、加入鹽橋后由兩個(gè)半電池組成的原電池工作原理：半電池中：還原性強(qiáng)的材料作負(fù)極，失電子被氧化另半電池：電解質(zhì)溶液中氧化性強(qiáng)的離子在正極得電子被還原外電路中：電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極內(nèi)電路中：兩極之間通過(guò)鹽橋構(gòu)成閉合回路。第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)。優(yōu)點(diǎn)：1.有效避免了電極材料與電解質(zhì)溶液的直接反應(yīng)，增加了原電池的使用壽命。2.離子在鹽橋中作定向移動(dòng)，使離子移動(dòng)更加有序，電流持續(xù)穩(wěn)定，提高了原電池的使用效率。相同點(diǎn)：電極反應(yīng)本質(zhì)相同

不同點(diǎn)：構(gòu)造不同

第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)。(高考真題）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：

2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)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。CuAgNO3正XAgCu–2e-