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1、原电池原理原电池原理 伏打电池的发明源于一个有趣的生物实验：伏打电池的发明源于一个有趣的生物实验：在死去的青蛙腿上在死去的青蛙腿上同时插入用导线连接着两同时插入用导线连接着两种不同材料的电极种不同材料的电极，青蛙腿就像触电似的痉，青蛙腿就像触电似的痉挛起来。挛起来。你你知道其中的奥秘吗？知道其中的奥秘吗？开开 题题你听说过伏打电池吗？【学生实验一学生实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸，将锌片、铜片插入稀硫酸，有何现象？有何现象？CuZn 稀稀硫酸硫酸锌片上锌片上有有气泡气泡产生产生原理原理:Zn + 2H+ = Zn2+ + H22e-【实验二实验二】锌片和铜片用锌片和铜片用导线导线连接后插入稀
2、硫酸中连接后插入稀硫酸中实验现象实验现象：铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生CuZn 稀稀硫酸硫酸问题探究问题探究CuZn 稀稀硫酸硫酸1.铜片上产生什么气体铜片上产生什么气体?有人说有人说H2是由铜和稀硫酸是由铜和稀硫酸在在这种特定的条件下反应产生这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确吗？出来的。这种想法正确吗？2.铜片上的电子从何来铜片上的电子从何来?CuZn 稀稀硫酸硫酸- - -Zn2+H+H+电流计电流计AZn2e = Zn2+2H+ + 2e=H2 3.如何检验电子的流动如何检验电子的流动?问题探究问题探究根据能量守恒原理，这种产生出来的电根据能量守恒原理，这种产生出来的电能是
3、从什么能量转变来的呢？能是从什么能量转变来的呢？一、原电池一、原电池化学能化学能转变为转变为电能电能的装置的装置原电池原电池电子的转移电子的转移氧化还原反应氧化还原反应电流电流CuZn 稀稀硫酸硫酸- - -Zn2+H+H+灯泡灯泡1、原电池的正负极判断、原电池的正负极判断负极：负极：电子流出电子流出的一极的一极正极：正极：电子流入电子流入的一极的一极2、电极反应、电极反应2H+2e=H2 负极：负极： Zn2e=Zn2+正极：正极：原原电电池池氧化反应氧化反应还原反应还原反应氧氧化化还还原原反反应应总反应：总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2(离子方程式离子方程式)失去电子失去电
4、子得到电子得到电子Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2(化学方程式化学方程式)铜片的作用是什么？铜片的作用是什么？可以用石墨代替吗可以用石墨代替吗?【问题一问题一】CuZn 稀稀硫酸硫酸【问题二问题二】CuZn- - -整个装置是如何形成电流的闭合回路的整个装置是如何形成电流的闭合回路的?负极负极正极正极【问题三问题三】CuZn-溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+- - -Zn2+H+SO42-负极负极正极正极静电作用静电作用【问题四问题四】CuZn-有人说在铜锌原电池中，活泼金属失去电子，有人说在
5、铜锌原电池中，活泼金属失去电子，不活泼金属得到电子。这种说法正确吗？不活泼金属得到电子。这种说法正确吗？- - -Zn2+H+负极负极正极正极H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 【问题五问题五】CuZn-为什么为什么H+在铜片上得到电子？在铜片上得到电子？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+- - -Zn2+H+负极负极正极正极静电静电斥力斥力静电静电引力引力CuZn- - -Zn2+H+H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极负极正极正极电子沿导线传递，产生电流电子沿导线传递，产生电流阳离子阳离子失去电子失去电子溶液中阳离子溶液中阳离子得到
6、电子得到电子阴离子阴离子正极正极负极负极SO42-原电池工作原理小结原电池工作原理小结较活泼金属较活泼金属不活泼金属或石墨不活泼金属或石墨较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从电子从较活泼的金属较活泼的金属(负极负极)通过外电路流向通过外电路流向较不活泼的金属较不活泼的金属(正极正极)。 【实验探究实验探究】：将铝片、石墨插入稀硫：将铝片、石墨插入稀硫酸溶液中，是否可以形成原电池？酸溶液中，是否可以形成原电池？石墨石墨Al 稀硫酸稀硫酸石墨石墨Al 稀硫酸稀硫酸（1）说明反应的现象；）说明反应的现象；（2）判断正负极；）判断正负极；（3）写出电极反应式；）写出电极反应式；（4
7、）写出总反应的离子方程式和化学方程式。）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固巩固练习练习1MgFe 稀硫酸稀硫酸（1）说明反应的现象；）说明反应的现象；（2）判断正负极；）判断正负极；（3）写出电极反应式；）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固巩固练习练习2CuZn硫酸铜硫酸铜【实验探究实验探究】：将锌片、铜片插入硫酸铜：将锌片、铜片插入硫酸铜溶液中，是否可以形成原电池？溶液中，是否可以形成原电池？CuZn硫酸铜硫酸铜（1）说明两个电极质量的变化情况；）说明两个电极质量的变化情况；（2）判断正负极；）判断正负极；（3）写出电极
8、反应式；）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。）写出总反应的离子方程式和化学方程式。 巩固巩固练习练习3二、形成简单原电池的条件二、形成简单原电池的条件I.两种两种不同不同的金属的金属 （或一种金属与（或一种金属与石墨石墨）作电极）作电极II.用用导线导线相连（或相连（或直接接触直接接触）III.插入插入电解质溶液电解质溶液里，形成里，形成闭合闭合回路回路IV.金属能与电解质溶液自动发生金属能与电解质溶液自动发生氧化还原氧化还原反应反应1. 在如下图所示的在如下图所示的8 8个装置中，属于原电池的有个装置中，属于原电池的有 . . e课堂练习课堂练习: :三、简单原电池的
9、设计三、简单原电池的设计（1）将反应将反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原设计成原电池。电池。（2）判断正负极并写出电极反应。）判断正负极并写出电极反应。石墨石墨FeFeCl3溶液溶液负极（铁）：负极（铁）：Fe2e=Fe2+正极（石墨）：正极（石墨）：2Fe3+ + 2e=3Fe2+干电池干电池纽扣电池纽扣电池锂电池锂电池化化学学电电源源四四.常见的化学电源常见的化学电源一次电池一次电池二次电池二次电池高能电池高能电池燃料电池燃料电池锌锰干电池锌锰干电池四四.常见的化学电源常见的化学电源.干电池干电池( (一次电池一次电池) )电极电极: Zn为负极为负极,碳棒为正极碳棒为正极电解
10、液：电解液：NH4Cl、ZnCl2和和淀粉糊淀粉糊另有黑色的另有黑色的MnO2粉末，吸收正极粉末，吸收正极产生的产生的H2，防止产生极化现象。防止产生极化现象。 负极负极(Zn):Zn-2e-Zn2+ 正极正极(C):2NH4+ + 2e-2NH3+H2 H2 + 2MnO2 Mn2O3+H2O 去氢去氢 4NH3 + Zn2+ Zn(NH3)42+ 去氨去氨电极方程式：电极方程式：四四.常见的化学电源常见的化学电源铅蓄电池铅蓄电池电极：电极：Pb为负极；为负极；PbO2为正极为正极.电解液电解液:30%的的H2SO4溶液溶液电极反应式电极反应式:负极负极(Pb)： Pb + SO42 -2e
11、-PbSO4正极正极(PbO2)：PbO2 + 4H+ SO42- + 2e PbSO4 +2H2O总电池反应总电池反应:PbO2 + Pb +2H2SO42PbSO4+ 2H2O拓拓展展创创新新.铅蓄电池铅蓄电池( (二次电池二次电池) )(1.251.28g/cm-3)课堂练习课堂练习: :2.铅蓄电池铅蓄电池(原电池原电池)的电极分别是的电极分别是PbO2和和Pb,电解质溶液为稀硫酸溶液电解质溶液为稀硫酸溶液,工作时原电池工作时原电池的总反应是的总反应是: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O. 根据上根据上述反应述反应,判断判断:1)原电池的负极是原电池的负极是(填电极
12、材料填电极材料)_2)工作时蓄电池负极反应式为工作时蓄电池负极反应式为_3)工作时蓄电池里电解质溶液的工作时蓄电池里电解质溶液的PH变化变化:_电极电极: Zn为负极，为负极，Ag2O为正极为正极电解液电解液: KOH溶液溶液电极反应式电极反应式:负极负极: Zn + 2OH- -2e- Zn(OH)2正极正极: Ag2O + H2O + 2e- 2Ag + 2OH-总反应式总反应式: Zn + Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2拓拓展展创创新新银锌电池银锌电池.高能电池高能电池( (银锌电池、锂电池银锌电池、锂电池) )电极电极: Pt制作的惰性电极制作的惰性电极电解质溶液电解
13、质溶液: KOH溶液溶液负极负极: 2H2 - 4e- + 4OH- 4H2O正极正极: O2 + 2H2O + 4e- 4OH- 总反应总反应：2H2+ O22H2O拓拓展展创创新新氢氧燃料电池氢氧燃料电池若为酸性介质，试写出电极反应式若为酸性介质，试写出电极反应式？思考思考: :负极：负极：2H2 - 4e- 4H+正极正极: O2+ 4H+ + 4e- 2H2O.新型燃料电池新型燃料电池(氢氧燃料氢氧燃料电池电池/甲烷甲烷电池电池/煤气煤气电池电池/海水海水-空气空气电池电池)铝铝- -空气空气- -海水电池海水电池.新型燃料电池新型燃料电池(氢氧燃料氢氧燃料电池电池/甲烷甲烷电池电池/
14、 煤气煤气电池电池/铝铝-海水海水-空气空气电池电池) 1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。 负极：负极：4A1-12e- 4A13+ 正极：正极：3O2+6H2O+12e- 12OH- 电池总反应式为：电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O4A1(OH)3 这种海水电池比这种海水电池比“干电池干电池”的能量高的能量高2050倍。倍。甲烷甲烷-氧燃料电池氧燃料电池 该电池用金属铂片插入该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极溶液中作电极，又在两极上分别通
15、甲烷和氧气上分别通甲烷和氧气: 负极：负极：CH4 + 10OH- - 8e- CO32- + 7H2O 正极：正极：2O2 + 4H2O + 8e- 8OH- 电池总反应式为：电池总反应式为：CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O.新型燃料电池新型燃料电池(氢氧燃料氢氧燃料电池电池/甲烷甲烷电池电池/煤气煤气电池电池/海水海水-空气空气电池电池)小结小结:燃料电池的能量转化率很高，氢氧燃料电池燃料电池的能量转化率很高，氢氧燃料电池 除能量转化率除能量转化率 高外还可持续使用，不污染环境。高外还可持续使用，不污染环境。一般的可燃物均可与一般的可燃物均可与O2组成燃料电池组成燃料电池，如
16、，如H2、CO、CH4、乙醇等。乙醇等。燃料电池一般以碱性介质作电解液，也可用酸性介质作电燃料电池一般以碱性介质作电解液，也可用酸性介质作电 解液，二者电极上应式是有区别的解液，二者电极上应式是有区别的。如如甲烷甲烷-氧燃料电池氧燃料电池在在酸性介质中的电极反应酸性介质中的电极反应为：为： 负极：负极：CH4 + 2H2O - 8e- CO2 + 8H+ 正极：正极：2O2 + 8H+ + 8e- 4H2O 总反应式为：总反应式为：CH4 + 2O2 CO2+2H2O五五.原电池的应用原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。制作干电池、蓄电池、高能电池等。例例1.选择适宜的材料和试剂设计一个原电池选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,以便以便完成下列反应完成下列反应:FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2. 画出原电池的示意图画出原电池的示意图并写出电极反应式并写出电极反应式.石墨石墨CuFeCl3溶液溶液负极（铜）：负极（铜）：Cu2e=Cu2+正极（石墨）：正极（石墨）：2Fe3+ + 2e=3Fe2+五五.原电池的应用原电池的应用(2)比较金属活动性强弱。比较金属活动
