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1、思考思考: :这个装置利用了什么原理这个装置利用了什么原理? ?2第四章第四章电化学基础电化学基础第一节第一节原原电电池池一、原电池及其工作原理：一、原电池及其工作原理：1.1.定义：定义：化学能转化为电能的装置为原电池。化学能转化为电能的装置为原电池。原电池原电池负极：相对活泼的电极负极：相对活泼的电极正极：相对不活泼的电极为正极正极：相对不活泼的电极为正极原电池原电池负极：负极：正极：正极：失电子的氧化反应失电子的氧化反应得电子的还原反应得电子的还原反应2.2.电极名称：电极名称：3.3.电极反应：电极反应：4. 4. 原电池的形成条件原电池的形成条件(4)(4)形成闭合回路。形成闭合回路
2、。（1 1）能自发地发生的氧化还原反应：）能自发地发生的氧化还原反应： 电极和电解质溶液电极和电解质溶液 两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）两电极上分别有还原剂和氧化剂（燃料电池）（2 2）电解质溶液：）电解质溶液：参与电极反应或构成内电路参与电极反应或构成内电路（3 3）两导体作电极：）两导体作电极：活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。两不活泼的导体石墨或两不活泼的导体石墨或PtPt等。（燃料电池电极）等。（燃料电池电极）5.5.定向移动方向定向移动方
3、向：电子、离子：电子、离子原电池原电池“负极给出电子，并流向正极负极给出电子，并流向正极”必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应例例1. 1. 下列哪几个装置能形成原电池下列哪几个装置能形成原电池？ABCDEFMN CuSO4例例2. 2. 在盛有稀在盛有稀H H2 2SOSO4 4的烧杯中放入用导线连接的的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是锌片和铜片，下列叙述正确的是( )( )(A)(A)正极附近的正极附近的SOSO4 42 2 离子浓度逐渐增大离子浓度逐渐增大 (B)(B)电子通过导线由铜片流向锌片电子通过导线由铜片流向锌
4、片(C)(C)正极有正极有O O2 2逸出逸出 (D)(D)铜片上有铜片上有H H2 2逸出逸出D1.1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是组成原电池时，锌为负极，此金属是( )( )A.MgA.Mg B.FeB.Fe C.AlC.Al D.CuD.CuB2.2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的溶液的 pH( )pH( )A.A.不变不变 B.B.先变大后变小先变大后变小 C.C.逐渐变大逐渐变大 D.D.逐渐变小逐渐变小C例例3.3.市场上出售的市场上出售的“热
5、敷袋热敷袋”，其主要成分是：，其主要成分是：铁屑、炭粉、木屑与少量铁屑、炭粉、木屑与少量NaClNaCl、水等。它在使水等。它在使用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启用之前，需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。塑料袋上的小孔，轻轻揉搓就会有热量放出。当使用完后还会发现有铁锈生成。当使用完后还会发现有铁锈生成。(1) (1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？热敷袋使用时，为什么会放出热量？(3)(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。试写出有关的电极反应式和化学方程式。(2)(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么
6、作用？么作用？(1) (1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？热敷袋使用时，为什么会放出热量？(3)(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。试写出有关的电极反应式和化学方程式。利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。负极：负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+正极：正极：O2+2H2O + 4e- = 4OH-总反应：总反应：4Fe+3O2+6H2O = 4Fe(OH)3(2)(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？用？碳粉碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原
7、电池，加速铁屑的氧化。构成原电池，加速铁屑的氧化。氯化钠氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。溶于水，形成了电解质溶液。1. 1. 单液单池原电池单液单池原电池CuSO4CuZnA单液单池的缺点：单液单池的缺点： 1. 1.效率不高（有热量损失）效率不高（有热量损失） 2. 2.电流不稳定（短时间内衰减）电流不稳定（短时间内衰减） 3. 3.外电路断开仍在反应。外电路断开仍在反应。问题在哪儿？问题在哪儿？ZnZn与与CuSOCuSO4 4接触接触如何改进？如何改进？使使ZnZn与与CuSOCuSO4 4分开分开二、原电池的发展二、原电池的发展ZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液ZnCu？A盐桥：盐桥
8、：装有饱和装有饱和KClKCl溶液和琼溶液和琼脂制成的胶冻（胶冻的作用脂制成的胶冻（胶冻的作用是防止管中溶液流出）是防止管中溶液流出）2.2.双液双池原电池双液双池原电池盐桥的作用：盐桥的作用：（1）形成闭合回路；）形成闭合回路；（2）平衡电荷；）平衡电荷；盐桥的优点：盐桥的优点：（1 1）能量转化率高；）能量转化率高；（2 2）产生持续稳定的电流；）产生持续稳定的电流；（3 3）防止自放电。）防止自放电。二、原电池的发展二、原电池的发展氧化还原反应（本质：反应物之间有电子转移）氧化还原反应（本质：反应物之间有电子转移）负极负极（还原性）（还原性）氧化反应氧化反应 失失e-e-还原反应还原反应
9、正极正极（氧化性）（氧化性） 得得e-e-电子电子e-e-电流电流结论结论: :把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行，再以适当的方式连接起来，就可以获得电流。再以适当的方式连接起来，就可以获得电流。氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌铜锌原电池原电池电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e-=H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极2H+2e-=H2Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(离子方程式）离子方程式）（
10、化学方程式）（化学方程式）电电极极反反应应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子外电路外电路内电路内电路强调：原电池的工作原理：强调：原电池的工作原理：例例4.依据氧化还原反应：依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。设计的原电池如图所示。盐桥盐桥XYACuSO4溶液溶液电流计电流计Ag请回答下列问题：请回答下列问题：(1)(1)电极电极X X的材料是的材料是_；电解质溶液电解质溶液Y Y是是_；(2)(2)银电极为电池的银电极为电池的_极，极，发生的电极反应为发生的电极反应为_X X电极上发生的
11、电极反应为电极上发生的电极反应为_；(3)(3)外电路中的电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极。电极。铜铜AgNO3溶液溶液正正Age=AgCu-2e=Cu2负负(Cu)正正(Ag)利用反应利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥）一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。，画出原电池的示意图，并写出电极反应。 (+)(-)GZnPtFeCl3溶液溶液负极（负极（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）（氧化反应）正极（正极（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+
12、（还原反应）（还原反应）(+)(-)盐桥盐桥ZnCZnCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液G强调：原电池的强调：原电池的设计设计请将氧化还原反应请将氧化还原反应Cu+2Ag+=Cu2+2Ag设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置。置。CuCuSO4AgAgNO3例例5 5、判断右边原电池的正判断右边原电池的正、负极负极，并写出电极反应式并写出电极反应式。AFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极：Cu-2eCu2+正极：正极：2Fe3+2e-2Fe2+CuCMgAlA稀硫酸溶液稀硫酸溶液NaOHNaOH溶液溶液稀硫酸：稀硫酸：NaOH溶液溶液2Al+2O
13、H-+2H2O=2AlO2-+3H2正极：正极：6H2O+6e- 3H2+6OH-负极：负极：2Al+8OH-6e-2AlO2-+4H2O负极负极:Mg-2e- Mg2+正极：正极：2H+2e- H2方法一：根据电极材料的性质确定。方法一：根据电极材料的性质确定。 1.1.对于金属对于金属金属电极，金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；活泼金属是负极，不活泼金属是正极； 2.2.对于金属对于金属非金属电极，非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；金属是负极，非金属是正极，如干电池等； 3.3.对于金属对于金属化合物电极，化合物电极，金属是负极，化合物是正极。金属是负极，化合物是
14、正极。方法二：根据电极反应的本身确定。方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应失电子的反应氧化反应氧化反应负极；负极；得电子的反应得电子的反应还原反应还原反应正极。正极。强调：电极的判断及电极反应式的书写强调：电极的判断及电极反应式的书写练习：宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，电解质溶液为，电解质溶液为KOHKOH，反应保持在，反应保持在高温下，使高温下，使H H2 2O O蒸发，正确叙述正确的是：（蒸发，正确叙述正确的是：（ ）A AH H2 2为正极反应物，为正极反应物，O O2 2
15、为负极反应物为负极反应物B B电极反应（正极）：电极反应（正极）： O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - = 4OH = 4OH- -C C电极反应（负极）：电极反应（负极）： 2H2H2 2+4OH+4OH- - + 4e+ 4e- - = 4H= 4H2 2O OD D负极发生氧化反应，正极发生还原反应负极发生氧化反应，正极发生还原反应 BD关于如图所示装置的叙述中，正确的是A铜是正极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少C铜离子在铜片表面被还原D电流从锌片经导线流向铜片C某原电池构造如下图所示。下列叙述正确的是A在外电路中，电子由银电极流向铜电极B取出盐桥后，电流计的指针仍
16、发生偏转C外电路中每通过0.1 mol电子，铜的质量理论上减小6.4 gD原电池的总反应式为Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2D控制适合的条件，将反应控制适合的条件，将反应2Fe3+2I- 2Fe2+I2设计成如图设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是所示的原电池。下列判断不正确的是A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时，甲中石墨电极上反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原被还原C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后，在甲中溶入电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl
17、2固体，乙中石固体，乙中石墨电极为负极墨电极为负极D反应反应AsO43-+2I-+2H+ AsO33-+I2+H2O，现设计如下实验，现设计如下实验装置，进行下述操作：装置，进行下述操作：I操作过程中操作过程中C1棒上发生的反应为棒上发生的反应为；II操作过程中操作过程中C2棒发生的反应为棒发生的反应为。I:向向B杯内逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；杯内逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；II:若改向若改向B烧杯中滴加烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安表溶液，发现微安表指针与指针与(I)实验的反向偏转。实验的反向偏转。2I-2e-=I2AsO33-+2OH-2e-=AsO43-+H2O
