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第四章 化学反应与电能
第一节第1课时 原电池
高二化学
新人教化学选择性必修一《化学反应原理》
硫酸铜溶液
Cu
Zn
A
图②装置能否构成原电池，将化学能转化为电能？请说明理由。
图①
环节一：分析预测
【资料卡片】认识盐桥盐桥中通常装含有KCl饱和溶液的琼胶，K+和Cl-在盐桥中能自由移动。
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
图②
盐桥
课本P94最下方标注①
【小结】原电池装置的构成要素
失电子场所
装置维度
得电子场所
电子导体
离子导体
硫酸铜溶液
Cu
Zn
A
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn
Cu
电解质溶液
导线
盐桥
导线
电解质溶液
（正极）
（负极）
环节二：实验探究
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
盐桥
实验现象：
Zn溶解，质量减少；
Cu棒变粗，质量增重。
电流表指针发生偏转；
双液原电池的动力
e-
原因：两个电极活泼性不同，失电子能力不相同。
分析该双液原电池的工作原理。
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
环节三：理论分析
盐桥
书写电极反应式，电池总反应；
标出电子、电流方向；盐桥中K+和Cl-的移动方向。
盐桥的作用：
(1)构成通路（离子导体）
(2)平衡电荷（离子定向移动）
装置维度
失电子场所
（负极）
得电子场所（正极）
电子导体
离子导体
导线
电解质溶液
Zn
Cu
电解质溶液
导线
盐桥
原理维度
电极反应物
电极产物
过程
现象
还原剂
氧化产物
失ne-
氧化剂
还原产物
得ne-
e-
负极←阴离子
阳离子→正极
小结：原电池的认识模型
铜锌双液原电池有何优缺点？还可以如何改进？
优点：电流稳定且持续时间比单液的长
缺点：内部电路电阻大，产生电流太小，工作效率较低
改进：减小电阻，将盐桥换成膜
硫酸铜
Cu
Zn
A
A
B
Cu
A
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
C
环节四：改进创新
离子导体——实际应用
燃料电池
全钒液流电池
普通锌锰干电池
镍镉电池
1、铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是 （双选)
A.正极反应为：Zn -2e- =Zn2+
B.电池反应为：Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
C. 在外电路中，电子从负极流向正极
D.盐桥中的K+ 移向ZnSO4 溶液
B C
【学习评价1】原电池工作原理
2．将反应2Fe3＋+2I－ 2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列说法不正确的是 ( )
A．盐桥中的K＋移向FeCl3溶液
B．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
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
【学习评价1】原电池工作原理
D
D项：当加入Fe2＋，导致平衡逆向移动，则Fe2＋失去电子生成Fe3＋，作为负极，而乙中石墨成为正极。
电极物质本身浓度的变化，使氧化剂和还原剂的性质出现逆转(使I2的氧化性强于Fe3+)。
3.能量之间可以相互转化：原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，
CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见图15），
并作相应标注。
要求：在同一烧杯中，电极与溶液含
相同的金属元素。
②铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，
只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，
可观察到负极 ___________________________________。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是
_______，其原因是______________________________。
逐渐溶解， 有红色固体生成
甲
电池乙的负极与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小。
【学习评价2】设计原电池
甲
即金版P121右下角第8题
5. M、N、P、E四种金属，已知：
①M＋N2＋ =N＋M2＋；
②M、P用导线连接放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡逸出；
③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2＋＋2e－=E，
N－2e－=N2＋。则这种金属的还原性由强到弱的顺序是( )
A．P＞M＞N＞E B．E＞N＞M＞P
C．P＞N＞M＞E D．E＞P＞M＞N
A
【学习评价3】比较金属活泼性强弱
一般：负极>正极
或电流流向
阴阳离子移动方向
变式：为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了一组实验，其装置如下图，回答下列问题：
(1)判断出下列原电池的正负极：
(3)根据上述电池分析，负极材料是否一定参加电极反应？________(填“是”、“否”或“不一定”)，请举例说明：____________________________________。
否
戊装置的负极材料没有参与反应
(2)根据甲、丙、丁电池分析，相对活泼的金属作正极还是负极，除了与金属本身的还原性有关外，还与_________ 有关。
电解质溶液的成分
6．100 mL浓度为2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法是( )
A．加入适量6 mol·L－1的盐酸
B．加入几滴CuCl2溶液
C．加入适量蒸馏水
D．加入适量的NaCl溶液
【学习评价4】形成原电池，加快反应速率
B
在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中的粒子运动时相互干扰小，使反应速率加快。
【反思与总结】构建原电池模型
失电子场所
得电子场所
电子导体
(外电路导线)
离子导体
(内电路电解质)
阴
阳
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