6.1.2 原电池工作原理(共32张PPT)2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

(共32张PPT)
化学能与电能
化石燃料燃烧 加热水蒸气推动蒸汽机 带动发电机
化
学
能
热
能
机
械
能
电
能
火力发电
火力发电，化学能间接转化为电能
能否将化学能直接转化为电能？
【实验6-3】
1、把锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。
2、用导线连接锌片和铜片，观察现象。
Zn片有气泡，铜片没有，烧杯发热
Zn片溶解，铜片有气泡
Zn + 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
化学能转换成热能
化学能直接转换成电能
3、锌片和铜片间串联一个电流表，观察现象。
电流表指针偏转
1、定义: 把化学能转变为电能的装置.
一、原电池
4
电子定向移动
氧化还原反应
电流
原电池的本质：自发的氧化还原反应
氧化反应
还原反应
电极 材料 原电池的电极 电极反应 反应类型
Zn片
Cu片
电池总反应
氧化反应
Zn－2e- = Zn2+
2H+ + 2e- = H2↑
负极
正极
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
还原反应
2、原电池的工作原理
负极：升失氧 正极：降得还
①、铜片的作用是什么？可用其它金属替换吗？
Cu
Zn
稀硫酸
铜片作导体电极正极，传递电子，活泼性比Zn弱的金属或可导电的非金属石墨等均可。
负极 导线 正极
离子流向：
阴离子 负极
SO42-
阳离子 正极
H+
锌片 导线 铜片
②、整个装置是如何形成电流的闭合回路的
电流流向与电子流向相反
电子流向：
阴负，阳正
电子不下水，离子不上岸。
Cu
Zn
③、铜锌原电池中，活泼金属失去电子，不活泼金属得电子吗？
负极
正极
H+
Zn－2e－=Zn2+
2H++2e－=H2↑
负极金属失电子，正极金属因单质化合价不能再降低，不能得电子，由氢离子得电子生成氢气。
正极金属或非金属一般不反应，由溶液中的阳离子得电子。
Zn－2e－=Zn2+
2H++2e－=H2↑
氧化反应
还原反应
负极
正极
电子沿导线传递
失去电子
溶液中阳离子得到电子
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H2
H+
SO42-
较活泼金属
不活泼金属或石墨
原电池工作原理小结：
离子在溶液中传递，阴负阳正
二：形成原电池的条件
有活泼性不同的两导体作电极。
（金属+金属 或 金属+非金属）
形成原电池的条件1
形成原电池的条件2
有电解质溶液（提供自由移动的阴、阳离子）
形成原电池的条件3
形成闭合电路（导线或直接接触）
形成原电池的条件4
自发进行的氧化还原反应
提供电子的得失，是原电池发生的本质
u
原电池的构成条件
1、有活泼性不同的两导体作电极(金属+金属 或 金属+非金属)
2、两级均插入电解质溶液中
3、形成闭合电路
4、有自发的氧化还原反应
1、如图所示是某同学设计的几种装置,其中能构成原电池的是(　　)。
A.③⑤⑦　　B.③④⑤　　C.④⑤⑦　　D.②⑤⑥
A
三、原电池的正、负极的判断
负极
1、活泼性较强的金属（一般情况）
2、失去电子，电子流出
3、氧化反应
（电流流入）
5、金属溶解，质量减少
4、阴离子流向负极
正极
1、活泼性较弱的金属
2、得到电子
3、还原反应
（电流流出）
4、阳离子流向正极
5、有气泡或质量增加
1.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b > d D．b > d > c > a
B
负极：
H2SO4
Mg Al
NaOH
Mg Al
浓HNO3
Al Cu
2、判断下列原电池的正负极？
Mg
Al
Cu
金属活泼性
Mg不与NaOH反应
Al发生钝化
原电池正负极判断：不要只考虑金属的活动性，更应该考虑自发的氧化还原反应。
3.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2++Cu,
该反应的的原电池正确组合是( 　　 )
C
A B C D
正极 Zn Cu Cu Fe
负极 Cu Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
正极金属或非金属一般不反应，由溶液中的阳离子得电子。
4.由锌、铜和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液PH( )
A、不 B、先变大后变小
C、逐渐变大 D、逐渐变小
C
四、原电池的电极方程式的书写
负极 (Zn)：Zn －2e - = Zn2+
正极 (Cu)： 2H++2e - = H2 ↑
总反应: Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
负极 (Zn)：Zn －2e - = Zn2+
正极 (Cu)：Cu2+ + 2e - = Cu
总反应: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
（氧化反应）
（还原反应）
（氧化反应）
（还原反应）
负极：升失氧；正极：降得还
CuSO4溶液
CuCl2
Zn C
AgNO3
Fe Cu
总反应：Fe + 2Ag+ = Fe2+ + 2Ag
负极 (Zn)：Zn - 2e - = Zn2+
正极 (C)：Cu2+ + 2e- = Cu
总反应: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
（氧化反应）
（还原反应）
负极 (Fe)： Fe - 2e- = Fe2+
（氧化反应）
正极 (Cu)：2Ag+ + 2e- = 2Ag
（还原反应）
五、原电池工作原理的应用

①、甲、乙两装置产生 H2 的位置？能量转化形式有什么不同？

② 、产生 H2 的反应速率哪个大？为什么？

2、比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性弱的金属为正极。
3、设计原电池
①：确定一个氧化还原反应
②： 将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为负极和正极的电极反应。
③ 还原剂作负极（一般为反应中的金属），氧化剂即电解质溶液中的阳离子在正极上被还原。正极材料一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属，电解质溶液一般要与负极反应。
④连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。
还原剂 升 失 氧 （负极反应）
氧化剂 降 得 还 （正极反应）
简单原电池的设计
（1）将反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。
（2）判断正负极并写出电极反应。
石墨
Fe
FeCl3溶液
负极（铁）：Fe－2e－=Fe2+
正极（石墨）：2Fe3+ + 2e－=3Fe2+
选择合适的正、负极材料、电解质溶液，将反应 Fe+Cu2+=Fe2+ +Cu 设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极:　　　　　　　　　　 ;
负极:　　　　　　　　　　　　　　。
负极 (Fe)：Fe －2e- = Fe2+
正极 (C)：Cu2+ + 2e- = Cu
（氧化反应）
（还原反应）


1、负极的电极材料为______；电池工作时溶液中NO3-向 ____________迁移。


负极


把化学能转化为电能的装置。
闭合电路
电子流动
离子流动
自发的氧化还原反应分两处进行
原电池
负极：
氧化反应
正极：
还原反应
e-
外电路
家庭小实验