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1、,思考:这个装置利用了什么原理?,第四章 电化学基础,第一节 原 电 池,一、原电池及其工作原理：,1.定义：,化学能转化为电能的装置为原电池。,负极：相对活泼的电极正极：相对不活泼的电极为正极,负极：正极：,失电子的氧化反应得电子的还原反应,2.电极名称：,3.电极反应：,4. 原电池的形成条件,(4)形成闭合回路。,（1）能自发地发生的氧化还原反应： 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）,（2）电解质溶液：参与电极反应或构成内电路,（3）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Pt等。（燃
2、料电池电极）,5.定向移动方向：电子、离子,原电池,“负极给出电子，并流向正极”,必发生失电子的氧化反应,必发生得电子的还原反应,例1. 下列哪几个装置能形成原电池？,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO4,例2. 在盛有稀H2SO4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( )(A)正极附近的SO42 离子浓度逐渐增大 (B)电子通过导线由铜片流向锌片(C)正极有O2逸出 (D)铜片上有H2逸出,D,1.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( )A.Mg B.Fe C.Al D.Cu,B,2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的
3、pH( )A.不变 B.先变大后变小 C.逐渐变大 D.逐渐变小,C,例3.市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是：铁屑、炭粉、木屑与少量NaCl、水等。它在使用之前，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。当使用完后还会发现有铁锈生成。,(1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？,(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。,(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？,(1) 热敷袋使用时，为什么会放出热量？,(3)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。,负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+正极：O2+2H2O +
4、 4e- = 4OH-总反应：4Fe+3O2+6H2O = 4Fe(OH)3,(2)碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？,碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池，加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。,1. 单液单池原电池,单液单池的缺点： 1.效率不高（有热量损失） 2.电流不稳定（短时间内衰减） 3.外电路断开仍在反应。,问题在哪儿？,Zn与CuSO4接触,如何改进？,使Zn与CuSO4分开,二、原电池的发展,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,？,盐桥：装有饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻（胶冻的作用是防止管中溶液流出）,2.双液双池原电池,盐桥的作用：（1）形成闭
5、合回路；（2）平衡电荷；,盐桥的优点：（1）能量转化率高；（2）产生持续稳定的电流；（3）防止自放电。,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）,结论: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。,氧化反应,Zn-2e=Zn2+,铜锌原电池,电解质溶液盐桥,失e，沿导线传递，有电流产生,还原反应,2H+2e- =H2,阴离子,阳离子,总反应：,负极,正极,2H+2e- =H2,Zn-2e- =Zn2+,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,(离子方程式）,（化学方程式）,电极反应,正极：,负极：,（氧化反应）,
6、（还原反应）,阳离子,外电路,内电路,强调：原电池的工作原理：,例4. 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。,请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_X电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。,铜,AgNO3溶液,正,Age = Ag,Cu -2e = Cu2,负(Cu),正(Ag),利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，设计一个单液原电池，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。,负极（Zn）：Zn-2
7、e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）,强调：原电池的设计,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置。,例5、判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。,FeCl3溶液,负极：Cu -2e Cu 2+ 正极：2Fe3+ +2e -2Fe2+,Cu C,Mg Al,A,稀硫酸溶液,NaOH溶液,稀硫酸：,NaOH溶液,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,正极：6H2O+6e- 3H2+6OH-,负极：2Al+8OH- -6e- 2AlO2-+4H2O,负极: Mg -2e- Mg
8、2+正极：2H+2e- H2,方法一：根据电极材料的性质确定。 1.对于金属金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极； 2.对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等； 3.对于金属化合物电极，金属是负极，化合物是正极。方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。,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2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH，反应保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的是：（ ）AH2为正极反应物，O2为负极反应物B电极反应（正极）： O2+2H2O+4e- = 4OH
9、-C电极反应（负极）： 2H2+4OH- + 4e- = 4H2OD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)2,D,控制适合的条件，将反应2Fe3+2I- 2Fe2+I2设计成如图所示的原电池。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B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原C. 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FeCl2固体，乙中石墨电极为负极,D,反应AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O，现设计如下实验装置，进行下述操作：,I操作过程中C1棒上发生的反应为 ；II操作过程中C2棒发生的反应为 。,I:向B杯内逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；II: 若改向B烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安表指针与(I)实验的反向偏转。,2I-2e-=I2,AsO33-+2OH- -2e-=AsO43-+H2O,
