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1、铜-锌原电池及其原理,上海南汇中学 陆继琼,神奇的趣味实验,将锌片、铜片分别插入番茄,请你将连在锌片、铜片上的两根导线放在舌尖,有何感觉?你的观点是什么?,Zn,麻麻的感觉,好象有电。,1780年,意大利解剖学家伽伐尼在解剖青蛙时发现,当解剖刀无意中触及放在潮湿的铁案上蛙腿外露的神经时,蛙腿猛烈抽搐了一下。他立即重复实验,又观察到同样现象。作为解剖学家,他想用动物体内的某种电来解释,但这种“动物电”的解释含糊不清。1791年他发表了论文关于电对肌肉运动的作用。,伽伐尼解剖青蛙实验,Zn,番茄电池为何能产生电流?,电流计指针发生偏转,五、铜-锌原电池及其原理,现象:Zn片上有气泡产生,而Cu片上
2、没有。,现象:Cu片上有气泡产生。,(1)该实验中你发现了什么问题?(2)铜片上的气体是什么?如何产生的?,讨 论,(3)H+得到的电子从何而来?(4)导线中会产生什么?如何用实验验证?,氢气。,H+得电子还原成氢原子,两两结合成H2。,锌比铜活泼,锌易失电子,故电子从锌片经导线流向铜片,H+在铜片上得到电子产生H2。,会产生电流,用电流计进行检测。,铜片不能与硫酸反应,为何表面有气泡产生?,实验三,注意电流计指针向哪种金属偏转?实验结束后,将铜片与锌片用滤纸擦干放入大烧杯。,五、铜-锌原电池及其原理,1.原电池的概念:,化学能转化为电能的装置。,1、测干电池时电流计指针向 方向偏转。,2、测
3、铜锌原电池时电流计指针向 方向偏转。,结论:,Cu片为正极,Zn片为负极,正极,铜片,你能确定该装置的正极和负极吗?,闭路时Zn被氧化成Zn2+进入溶液;电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中H+从铜片上获得电子被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子从铜片上放出。,2.铜锌原电池工作原理,Zn 2e Zn2+,氧化反应,2H+2e H2,还原反应,总反应式:,Zn+2H+Zn2+H2,电子流向:,负极(Zn),正极(Cu),电流方向:,正极(Cu),负极(Zn),正极(Cu),正极(Cu):,负极(Zn):,伏打电池,伏打读到伽伐尼论文后,多次重复伽伐尼的实验。作为物理学家,他的注意点集中在那把金属解
4、剖刀和潮湿的铁案上,他想这可能与电有关,并用验电器对各种金属进行实验。大量实验证明电并不是从青蛙中产生的,蛙腿只不过相当于一个非常灵敏的验电器。于是世界上的第一个可以提供持续、恒定电流的实用铜-锌电池伏打电池诞生了。,燃料电池,原电池,蓄电池,化学电源(电池),实验探究一,G,稀硫酸,稀硫酸,G,形成条件一:,负极:较活泼的金属正极:较不活泼的金属、石墨等,活泼性不同的两个电极,-,+,+,-,实验探究二,G,形成条件二:,电极与电解质溶液接触,-,+,G,G,实验探究三,形成条件三:,必须形成闭合回路,思考,探究结论,活泼性不同的金属(或非金属导体)作电极。,(2)电极与电解质溶液接触并形成
5、闭合 回路。,3.原电池形成条件:,(3)负极金属与电解质溶液能发生氧化 还原反应。,1.为什么番茄可以产生电流?同时说明番茄汁有什么性质?,番茄汁具有酸性,是电解质溶液。,因为满足了组成原电池的条件,,2.为什么实验时锌片上也有气泡?,锌片不纯,内含杂质。粗锌本身在稀硫酸中形成了许多微小的原电池而产生气泡。,思 考,取一Zn粒于试管中,滴加1ml稀硫酸,观察现象;再滴加1ml硫酸铜溶液,观察现象。,实验三,现象:解释:,加了硫酸铜后,产生氢气的速度加快。,锌将铜置换出来,在硫酸中构成了铜-锌原电池加快反应。,4.原电池反应的特征,(1)氧化、还原反应分别在两极上发生。,(2)反应速度加快。,
6、(3)伴有电流产生,,因为金与铁(钢的主要成分)是活泼性不同的两种金属,唾液中含有电解质,故构成了原电池产生了微小电流,使得格林太太头痛,因此必须换掉其中一颗假牙。,处方,她的病因是什么?,你能为她开一个处方吗?,负极:正极:电解质溶液:,请将氧化还原反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+设计成一个原电池。,Fe,比Fe不活泼的金属或石墨,CuSO4、CuCl2等,知识拓展,本课时重点学习了原电池的工作原理,构成原电池的三个条件。,小 结,(产生气体或质量增重),负极,发生氧化反应:,M ne Mn+,金属被腐蚀,(质量减轻),正极,较不活泼的金属或非金属导体,发生还原反应:,电极被保护,e,I,较活泼的金属,2H+2e H2或 Mn+ne M,原电池,作业:1.导学P104/4.2(4)2.练习册P38/4.2(三),练 习,下列装置是否构成原电池?若是,写出电极反应式和总反应方程式。,构成原电池,Zn(-):Zn 2e Zn2+,构成原电池,Zn+2H+Zn2+H2,Ag(+):2H+2e H2,Cu+2Ag+2Ag+Cu2+,C(+):2Ag+2e 2Ag,Cu(-):Cu 2e Cu2+,