4.1.1原电池 课件(共48张PPT)2023-2024学年高二化学课件（人教版2019选择性必修1）
文档属性
| 名称 | 4.1.1原电池 课件(共48张PPT)2023-2024学年高二化学课件（人教版2019选择性必修1） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 40.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-10 22:16:13 | ||
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文档简介
(共48张PPT)
第四章 化学反应与电能
研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学
①产生电流的反应
②借助电流而发生的反应
2. 从化学能与电能的转化关系,可将电化学为哪两类？
原电池
电解池
化学能 → 电能
电能 → 化学能
1. 什么是电化学？
问题导学
电解铝
电镀锌
氯碱工业
摄像机电池
笔记本电池
手机电池
第一节 原电池
[复习回顾]
1、什么是原电池？
借助于氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。
一、原电池原理
[复习回顾]
一、原电池原理
①当电解质溶液为稀H2SO4时：
Zn电极:____极，其电极反应:_____________，
该反应是_____(“氧化”或“还原”)反应；
Cu电极:___极，
其电极反应:_____________,该反应是____反应。
②当电解质溶液为CuSO4溶液时：
Zn电极:____极，其电极反应为_____________，
该反应是_____反应；
Cu电极:____极，
其电极反应为_______________,该反应_____反应.
负
Zn－2e- = Zn2+
氧化
正
2H+ +2e- =H2↑
还原
负
Zn －2e- = Zn2+
氧化
正
Cu2+ + 2e- = Cu
还原
2、原电池工作原理：
稀H2SO4
CuSO4溶液
（+）
（—）
如右图所示，组成的原电池：
锌铜原电池的工作原理
原电池
锌铜原电池的工作原理
内电路：正正，负负
外电路：“负极出电子，电子回正极”
必发生
失电子
的
氧化反应
必发生
得电子
的
还原反应
“负氧正还”
④
CuSO4溶液
③
⑤
①
②
√
√
要有两个活性不同的电极(电子导体)
要有电解质溶液(离子导体)
必须形成闭合回路
3、构成原电池的条件有哪些？
[复习回顾]
一、原电池原理
问题：是否一定要两种不同金属？
①有能自发进行的氧化还原反应
②两个活动性不同的电极
③电解质溶液(或熔融电解质)
→离子导体
→电子导体
课本P93
3、构成原电池的条件有哪些？
[复习回顾]
一、原电池原理
问题：是否一定要两种不同金属？
①有能自发进行的氧化还原反应
②两个活动性不同的电极
③电解质溶液(或熔融电解质)
→离子导体
→电子导体
3、构成原电池的条件有哪些？
[复习回顾]
一、原电池原理
④形成闭合回路。
两极一液成回路
稀硫酸
Al
Cu
A
1、电解质溶液为稀硫酸
2、电解质溶液为浓硝酸
浓硝酸
（—）
（+）
Al棒
Cu棒
2Al — 6e- = 2Al3+
6H+ + 6e-= 3H2
（—）
（+）
Al棒
Cu棒
Cu — 2e- = Cu2+
2NO3- + 2e- + 4 H+ = 2NO2 + 2H2O
Cu +2NO3- + 4 H+ = Cu2+ + 2NO2 + 2H2O
（+）
（—）
（+）
（—）
思考与讨论1：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
1、电解质溶液为稀硫酸
2、电解质溶液为NaOH(aq)
NaOH(aq)
Mg棒
（—）
（—）
（+）
（+）
Al棒
Al棒
Mg棒
2Al +8OH- - 6e- = 2AlO2-+4H2O
6H2O + 6e- = 6OH- +3H2↑
2Al +2OH- +6H2O= 2AlO2- + 3H2↑ +4H2O
Mg — 2e- = Mg 2+
2H+ + 2e-= H2
思考与讨论2：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
Al
Mg
A
稀硫酸
（+）
（—）
（+）
（—）
注意：
正、负极的判断受电解质溶液的影响，
“较活泼金属”不一定做负极
Pt
Pt
A
NaOH(aq)
通H2、CH4等
通O2或空气等
（负极）
（正极）
你能写出它们的电极反应式吗？
注意二：
所谓“活性不同的电极”还可以是电极上负载的物质活性不同。
石墨、Pt、Au等称为惰性电极
思考与讨论3：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
Fe
（负极）
（正极）
负极反应:
正极反应:
总反应：
注意三：形成闭合回路的方式有多种。
FeCl3溶液
Fe
C
FeCl3溶液
Fe
C
FeCl3溶液
C
Fe
Fe
C
FeCl3溶液
Fe -2e-= Fe 2+
2Fe3++2e-=2Fe2+
2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+
思考与讨论4：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
Fe
C
FeCl3溶液
NaCl溶液
负极：
正极：
总反应: 2 Fe+ O2 + 2H2O = 2Fe(OH) 2
注意四：在中性或碱性溶液中，若无电解质溶液中的阳离子得e-， 则正极通常考虑溶液中的O2得e-变OH-
正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
Fe – 2e- = Fe2+
2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
2 4 2
思考与讨论5：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
Fe
（负极）
（正极）
负极反应:
正极反应:
总反应：
Fe -2e-= Fe 2+
2Fe3++2e-=2Fe2+
2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+
负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
负极：Fe – 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- = H2↑
→钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，
发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
应用：钢铁的腐蚀
①当水膜溶液为强酸性时
钢铁的析氢腐蚀
总反应: 2 Fe+ O2 + 2H2O = 2Fe(OH) 2
随反应进行，溶液酸性减弱，碱性增强，逐渐产生Fe(OH) 2
4Fe(OH) 2 + O2 + 2H2O =4 Fe(OH) 3
Fe2O3˙XH2O 铁锈
（2）当水膜溶液为弱酸性或中性时
钢铁的吸氧腐蚀
4Fe(OH) 2 + O2 + 2H2O =4 Fe(OH) 3
Fe2O3˙XH2O铁锈
水 膜
归纳整理1：
原电池的注意点
注意一：
正、负极的判断受电解质溶液的影响，
“较活波金属”不一定做负极
注意二：所谓“活性不同的电极”还可以是电极上负载的物质活性不同。
注意三: 形成闭合回路的方式有多种。
注意四：在中性或碱性溶液中，若无电解质溶液中的阳离子得e-，
则正极通常考虑溶液中的O2得e-变OH—
知识提升:
有的电池产生的电流大，可以对外做功；
但有的原电池，电极上发生的反应很慢，产生的电流极其微弱，不能对外做功。
如，钢铁生锈发生的电化学腐蚀
1. 书写方法
①找出两极放电的物质或离子
②分析得、失电子情况，写出放电后的产物
③如原子不能守恒，一般可两边添加H+、H2O 或 OH-、H2O
注意：电极反应产物是否与电解质溶液发生反应
归纳整理2：
电极反应式
2. 书写注意事项：
原 则:遵循质量守恒、电子守恒、电荷守恒定律。
注意点：
当两个半反应同时写出时，应得、失电子数相等
记住吧！
[如:CH4碱性燃料电池的负极反应式]
④总反应是正、负极反应式相加而得，如果产物离子能形成
弱酸、弱碱时，应把离子合写成弱酸、弱碱。
③若电极反应产生的离子可与电解质溶液中的离子反应，则要合并到电极反应式中
②反应中产生气体，用“ ”,产生沉淀，不用“ ”。
归纳整理2：
电极反应式
如右图连好装置，可观察到什么现象？
CuSO4溶液
A
二、对原电池工作原理的进一步探究
该电池特点：
电流不稳定,且在较短时间内迅速衰减,放电效率低。
这是什么原因造成的呢？
问题：
电流表指针发生偏转，但不稳定。
两个电极上都有红色物质生成
分析：
即，不能产生持续稳定的电流。
因此不适合实际应用。
由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面析出，
锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，
致使向外输出的电流强度减弱，
有没有什么改进措施？
应避免Zn与CuSO4 溶液反应！
思考与交流
把Zn与CuSO4 溶液分开
如何才能得到持续稳定的电流？
将Zn放在另一个烧杯中
CuSO4溶液
A
二、对原电池工作原理的进一步探究
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn2+
SO42-
A
烧杯中加什么溶液？
不与锌反应的溶液，
一般加金属对应的盐溶液。
电流计指针会发生偏转吗？
问题：
为什么？
内电路中离子无法定向移动，而破坏了溶液的电中性，所以没有电流。
SO42-
Zn2+
思考与交流
二、对原电池工作原理的进一步探究
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn2+
SO42-
什么物质能作为离子通道，让阴、阳离子沿着它移动呢 ？
均能使电流计指针发生偏转，但偏转微弱。
？
说明电流太小，
单位时间内转移的电荷太少
利用滤纸、棉线等
现象：
A
思考：
思考与交流
二、对原电池工作原理的进一步探究
A
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn2+
SO42-
实验4-1
那如何改进以增强电流呢？
盐桥:
含琼脂的KCl饱和溶液
二、对原电池工作原理的进一步探究
A
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn2+
SO42-
实验4-1
那如何改进以增强电流呢？
现象：
原电池能持续稳定的产生电流
问题：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？
盐桥:
含琼脂的KCl饱和溶液
二、对原电池工作原理的进一步探究
盐桥工作示意图
SO42－
Zn2+
e－
e－
SO42－
Cu2+
K+
Cu
Zn
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
Cl－
K+
K+
Cl－
K+
K+
K+
Cl－
Cl－
K+
Cl－
Cl－
Cl－
ZnSO4溶液
导线的作用是传递电子，沟通外电路。
盐桥工作示意图
CuSO4溶液
盐桥的作用则是沟通内电路
盐桥的作用：
Cl—移向 极
K+移向 极
正
负
盐桥的优点：
盐桥工作原理：
使原电池氧化反应和还原反应在隔绝的区域间实现了电子的定向移动，使原电池持续稳定的产生电流。
①使装置形成闭合回路
②平衡电荷，使溶液保持电中性
盐桥制法：
将热的琼胶溶液倒入U形管中，将冷却后的U形管浸泡在KCl的饱和溶液中即可。
特别提醒：在含Ag+的原电池中，应改用KNO3或NH4NO3等饱和溶液
整理有关盐桥的问题：
二、对原电池工作原理的进一步探究
锌半电池(锌＋锌盐)
铜半电池(铜＋铜盐)
电极反应：
负极： ；
正极： ；
总反应： 。
Cu2++2e- =Cu
Zn－2e- =Zn2+
Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
ZnSO4溶液
Cu
Zn
CuSO4溶液
盐桥
原电池的结构再理解：
______原电池
双池
意义：
随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。
原电池设 计
利用：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag的反应原理，设计一个带盐桥的原电池装置.
⑴画出此原电池的装置简图；
⑵注明原电池的正负极；
⑶注明外电路中电子的流向；
⑷写出两个电极上的电极反应式。
思路：
①根据氧化还原反应电子转移情况判断电极反应式
②根据电极反应式确定合适的电极材料和电解质溶液
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价升高，失2e-
化合价降低，得2×e-
电极：负极是 ，正极可以是 等。
电极反应式：
电解液：
[思考分析]：利用该反应设计原电池
正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
负极：Cu – 2e- = Cu2+
AgNO3 、CuSO4或者：AgNO3、 Cu(NO3)2
Cu
Ag或C、Pt
方法归纳
负极
正极
电解质溶液
1.确定两电极和电解质溶液
AgNO3溶液
负极：
Ag
Cu(NO3)2溶液
设计带盐桥的原电池
2. 构成闭合回路
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
Cu
Cu
正极：
Ag
(盐桥: 含 的琼脂)
KNO3饱和溶液
（+）
（—）
2Ag+ +2 e- = 2Ag
Cu - 2e- = Cu2+
CuSO4溶液
C
Pt
学以致用
利用反应:5Fe2++MnO4— + 8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
设计一个带盐桥的原电池装置.
⑴画出此原电池的装置简图；
⑵注明原电池的正负极；
⑶写出两个电极上的电极反应式。
FeSO4(aq)
Pt
Pt
酸性KMnO4(aq)
盐桥
分析
反应:5Fe2++MnO4— + 8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
负极：
正极：
5Fe2+ - 5e- =5Fe3+
MnO4— + 5 e- + 8H+=Mn2++4H2O
化合价升高，失5×e-
化合价降低，得5e-
电极材料：
.
Pt、石墨C
(—)
( + )
(1)比较金属活动性强弱
例1：
下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是
C.将甲乙与稀硫酸组成原电池时甲是负极；
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，
乙溶解，甲 上有H2气放出；
B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
三、原电池的主要应用：
C
例2、 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。a、b相连时，电流由a经导线流向b；c、d相连时，电子由d到c；a、c相连时，a极上产生大量气泡；b、d相连时，H+移向d极。则四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
D
A.a>b>c >d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a
(2)比较反应速率
例3：
下列制氢气的反应速率最快的是
粗锌和 1mol/L 盐酸；
B.
A.
纯锌和1mol/L 硫酸；
纯锌和18 mol/L 硫酸；
C.
粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
D.
D
三、原电池的主要应用：
(3)比较金属腐蚀的快慢
例4：
下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是
(4)
(2)
(1)
(3)
三、原电池的主要应用：
(4)原电池原理的综合应用
例5：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。
“热敷袋”是利用 放出热量。
2)炭粉的主要作用是 。
3)加入氯化钠的主要作用是 。
4)木屑的作用是 。
铁被氧化
与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化
氯化钠溶于水、形成电解质溶液
使用“热敷袋”时受热均匀
三、原电池的主要应用：
1.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是
A.铁圈和银圈左右摇摆不定
B.保持平衡状态
C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D.银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜
D
2. 有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（ ）
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-
②负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
④电池放电后，溶液PH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
A
3、控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I- 2Fe2＋＋I2 ，设计成如下图所示的原电池。下列判断错误的是
A．反应开始时，甲中的石墨电极为正极
B．反应开始时，乙中的石墨电极上I-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，
乙中的石墨电极为负极
D
4.高密度储能电池锌溴电池如图所示，放电时总反应为Zn+Br2=ZnBr2。
下列说法错误的是
A．放电时，电极M为正极
B．放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．充电时，ZnBr2溶液的浓度增大
D．充电时，每转移2mole-，
理论上有1molZn2+通过离子交换膜从左向右扩散
C
5. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质,a极CO为燃气,b极空气与CO2的混合气为助燃气,制得在6500℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
负极反应式: ,
正极反应式:O2+2CO2+4e-=2CO32-
总电池反应 式: .
2CO+2CO32--4e-=4CO2
2CO + O2 = 2CO2
解析：
总反应式—电池正极反应式 = 负极反应式：
本题中电池总反应式为：2CO+O2=2CO2
2CO+2CO32--4e-=4CO2
第四章 化学反应与电能
研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学
①产生电流的反应
②借助电流而发生的反应
2. 从化学能与电能的转化关系,可将电化学为哪两类？
原电池
电解池
化学能 → 电能
电能 → 化学能
1. 什么是电化学？
问题导学
电解铝
电镀锌
氯碱工业
摄像机电池
笔记本电池
手机电池
第一节 原电池
[复习回顾]
1、什么是原电池？
借助于氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。
一、原电池原理
[复习回顾]
一、原电池原理
①当电解质溶液为稀H2SO4时：
Zn电极:____极，其电极反应:_____________，
该反应是_____(“氧化”或“还原”)反应；
Cu电极:___极，
其电极反应:_____________,该反应是____反应。
②当电解质溶液为CuSO4溶液时：
Zn电极:____极，其电极反应为_____________，
该反应是_____反应；
Cu电极:____极，
其电极反应为_______________,该反应_____反应.
负
Zn－2e- = Zn2+
氧化
正
2H+ +2e- =H2↑
还原
负
Zn －2e- = Zn2+
氧化
正
Cu2+ + 2e- = Cu
还原
2、原电池工作原理：
稀H2SO4
CuSO4溶液
（+）
（—）
如右图所示，组成的原电池：
锌铜原电池的工作原理
原电池
锌铜原电池的工作原理
内电路：正正，负负
外电路：“负极出电子，电子回正极”
必发生
失电子
的
氧化反应
必发生
得电子
的
还原反应
“负氧正还”
④
CuSO4溶液
③
⑤
①
②
√
√
要有两个活性不同的电极(电子导体)
要有电解质溶液(离子导体)
必须形成闭合回路
3、构成原电池的条件有哪些？
[复习回顾]
一、原电池原理
问题：是否一定要两种不同金属？
①有能自发进行的氧化还原反应
②两个活动性不同的电极
③电解质溶液(或熔融电解质)
→离子导体
→电子导体
课本P93
3、构成原电池的条件有哪些？
[复习回顾]
一、原电池原理
问题：是否一定要两种不同金属？
①有能自发进行的氧化还原反应
②两个活动性不同的电极
③电解质溶液(或熔融电解质)
→离子导体
→电子导体
3、构成原电池的条件有哪些？
[复习回顾]
一、原电池原理
④形成闭合回路。
两极一液成回路
稀硫酸
Al
Cu
A
1、电解质溶液为稀硫酸
2、电解质溶液为浓硝酸
浓硝酸
（—）
（+）
Al棒
Cu棒
2Al — 6e- = 2Al3+
6H+ + 6e-= 3H2
（—）
（+）
Al棒
Cu棒
Cu — 2e- = Cu2+
2NO3- + 2e- + 4 H+ = 2NO2 + 2H2O
Cu +2NO3- + 4 H+ = Cu2+ + 2NO2 + 2H2O
（+）
（—）
（+）
（—）
思考与讨论1：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
1、电解质溶液为稀硫酸
2、电解质溶液为NaOH(aq)
NaOH(aq)
Mg棒
（—）
（—）
（+）
（+）
Al棒
Al棒
Mg棒
2Al +8OH- - 6e- = 2AlO2-+4H2O
6H2O + 6e- = 6OH- +3H2↑
2Al +2OH- +6H2O= 2AlO2- + 3H2↑ +4H2O
Mg — 2e- = Mg 2+
2H+ + 2e-= H2
思考与讨论2：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
Al
Mg
A
稀硫酸
（+）
（—）
（+）
（—）
注意：
正、负极的判断受电解质溶液的影响，
“较活泼金属”不一定做负极
Pt
Pt
A
NaOH(aq)
通H2、CH4等
通O2或空气等
（负极）
（正极）
你能写出它们的电极反应式吗？
注意二：
所谓“活性不同的电极”还可以是电极上负载的物质活性不同。
石墨、Pt、Au等称为惰性电极
思考与讨论3：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
Fe
（负极）
（正极）
负极反应:
正极反应:
总反应：
注意三：形成闭合回路的方式有多种。
FeCl3溶液
Fe
C
FeCl3溶液
Fe
C
FeCl3溶液
C
Fe
Fe
C
FeCl3溶液
Fe -2e-= Fe 2+
2Fe3++2e-=2Fe2+
2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+
思考与讨论4：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
Fe
C
FeCl3溶液
NaCl溶液
负极：
正极：
总反应: 2 Fe+ O2 + 2H2O = 2Fe(OH) 2
注意四：在中性或碱性溶液中，若无电解质溶液中的阳离子得e-， 则正极通常考虑溶液中的O2得e-变OH-
正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
Fe – 2e- = Fe2+
2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
2 4 2
思考与讨论5：思考下列装置是否构成原电池，
能构成则写出其中的电极反应及总反应式。
Fe
（负极）
（正极）
负极反应:
正极反应:
总反应：
Fe -2e-= Fe 2+
2Fe3++2e-=2Fe2+
2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+
负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
负极：Fe – 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- = H2↑
→钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，
发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
应用：钢铁的腐蚀
①当水膜溶液为强酸性时
钢铁的析氢腐蚀
总反应: 2 Fe+ O2 + 2H2O = 2Fe(OH) 2
随反应进行，溶液酸性减弱，碱性增强，逐渐产生Fe(OH) 2
4Fe(OH) 2 + O2 + 2H2O =4 Fe(OH) 3
Fe2O3˙XH2O 铁锈
（2）当水膜溶液为弱酸性或中性时
钢铁的吸氧腐蚀
4Fe(OH) 2 + O2 + 2H2O =4 Fe(OH) 3
Fe2O3˙XH2O铁锈
水 膜
归纳整理1：
原电池的注意点
注意一：
正、负极的判断受电解质溶液的影响，
“较活波金属”不一定做负极
注意二：所谓“活性不同的电极”还可以是电极上负载的物质活性不同。
注意三: 形成闭合回路的方式有多种。
注意四：在中性或碱性溶液中，若无电解质溶液中的阳离子得e-，
则正极通常考虑溶液中的O2得e-变OH—
知识提升:
有的电池产生的电流大，可以对外做功；
但有的原电池，电极上发生的反应很慢，产生的电流极其微弱，不能对外做功。
如，钢铁生锈发生的电化学腐蚀
1. 书写方法
①找出两极放电的物质或离子
②分析得、失电子情况，写出放电后的产物
③如原子不能守恒，一般可两边添加H+、H2O 或 OH-、H2O
注意：电极反应产物是否与电解质溶液发生反应
归纳整理2：
电极反应式
2. 书写注意事项：
原 则:遵循质量守恒、电子守恒、电荷守恒定律。
注意点：
当两个半反应同时写出时，应得、失电子数相等
记住吧！
[如:CH4碱性燃料电池的负极反应式]
④总反应是正、负极反应式相加而得，如果产物离子能形成
弱酸、弱碱时，应把离子合写成弱酸、弱碱。
③若电极反应产生的离子可与电解质溶液中的离子反应，则要合并到电极反应式中
②反应中产生气体，用“ ”,产生沉淀，不用“ ”。
归纳整理2：
电极反应式
如右图连好装置，可观察到什么现象？
CuSO4溶液
A
二、对原电池工作原理的进一步探究
该电池特点：
电流不稳定,且在较短时间内迅速衰减,放电效率低。
这是什么原因造成的呢？
问题：
电流表指针发生偏转，但不稳定。
两个电极上都有红色物质生成
分析：
即，不能产生持续稳定的电流。
因此不适合实际应用。
由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面析出，
锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，
致使向外输出的电流强度减弱，
有没有什么改进措施？
应避免Zn与CuSO4 溶液反应！
思考与交流
把Zn与CuSO4 溶液分开
如何才能得到持续稳定的电流？
将Zn放在另一个烧杯中
CuSO4溶液
A
二、对原电池工作原理的进一步探究
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn2+
SO42-
A
烧杯中加什么溶液？
不与锌反应的溶液，
一般加金属对应的盐溶液。
电流计指针会发生偏转吗？
问题：
为什么？
内电路中离子无法定向移动，而破坏了溶液的电中性，所以没有电流。
SO42-
Zn2+
思考与交流
二、对原电池工作原理的进一步探究
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn2+
SO42-
什么物质能作为离子通道，让阴、阳离子沿着它移动呢 ？
均能使电流计指针发生偏转，但偏转微弱。
？
说明电流太小，
单位时间内转移的电荷太少
利用滤纸、棉线等
现象：
A
思考：
思考与交流
二、对原电池工作原理的进一步探究
A
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn2+
SO42-
实验4-1
那如何改进以增强电流呢？
盐桥:
含琼脂的KCl饱和溶液
二、对原电池工作原理的进一步探究
A
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn2+
SO42-
实验4-1
那如何改进以增强电流呢？
现象：
原电池能持续稳定的产生电流
问题：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？
盐桥:
含琼脂的KCl饱和溶液
二、对原电池工作原理的进一步探究
盐桥工作示意图
SO42－
Zn2+
e－
e－
SO42－
Cu2+
K+
Cu
Zn
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
Cl－
K+
K+
Cl－
K+
K+
K+
Cl－
Cl－
K+
Cl－
Cl－
Cl－
ZnSO4溶液
导线的作用是传递电子，沟通外电路。
盐桥工作示意图
CuSO4溶液
盐桥的作用则是沟通内电路
盐桥的作用：
Cl—移向 极
K+移向 极
正
负
盐桥的优点：
盐桥工作原理：
使原电池氧化反应和还原反应在隔绝的区域间实现了电子的定向移动，使原电池持续稳定的产生电流。
①使装置形成闭合回路
②平衡电荷，使溶液保持电中性
盐桥制法：
将热的琼胶溶液倒入U形管中，将冷却后的U形管浸泡在KCl的饱和溶液中即可。
特别提醒：在含Ag+的原电池中，应改用KNO3或NH4NO3等饱和溶液
整理有关盐桥的问题：
二、对原电池工作原理的进一步探究
锌半电池(锌＋锌盐)
铜半电池(铜＋铜盐)
电极反应：
负极： ；
正极： ；
总反应： 。
Cu2++2e- =Cu
Zn－2e- =Zn2+
Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
ZnSO4溶液
Cu
Zn
CuSO4溶液
盐桥
原电池的结构再理解：
______原电池
双池
意义：
随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。
原电池设 计
利用：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag的反应原理，设计一个带盐桥的原电池装置.
⑴画出此原电池的装置简图；
⑵注明原电池的正负极；
⑶注明外电路中电子的流向；
⑷写出两个电极上的电极反应式。
思路：
①根据氧化还原反应电子转移情况判断电极反应式
②根据电极反应式确定合适的电极材料和电解质溶液
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价升高，失2e-
化合价降低，得2×e-
电极：负极是 ，正极可以是 等。
电极反应式：
电解液：
[思考分析]：利用该反应设计原电池
正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
负极：Cu – 2e- = Cu2+
AgNO3 、CuSO4或者：AgNO3、 Cu(NO3)2
Cu
Ag或C、Pt
方法归纳
负极
正极
电解质溶液
1.确定两电极和电解质溶液
AgNO3溶液
负极：
Ag
Cu(NO3)2溶液
设计带盐桥的原电池
2. 构成闭合回路
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
Cu
Cu
正极：
Ag
(盐桥: 含 的琼脂)
KNO3饱和溶液
（+）
（—）
2Ag+ +2 e- = 2Ag
Cu - 2e- = Cu2+
CuSO4溶液
C
Pt
学以致用
利用反应:5Fe2++MnO4— + 8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
设计一个带盐桥的原电池装置.
⑴画出此原电池的装置简图；
⑵注明原电池的正负极；
⑶写出两个电极上的电极反应式。
FeSO4(aq)
Pt
Pt
酸性KMnO4(aq)
盐桥
分析
反应:5Fe2++MnO4— + 8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
负极：
正极：
5Fe2+ - 5e- =5Fe3+
MnO4— + 5 e- + 8H+=Mn2++4H2O
化合价升高，失5×e-
化合价降低，得5e-
电极材料：
.
Pt、石墨C
(—)
( + )
(1)比较金属活动性强弱
例1：
下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是
C.将甲乙与稀硫酸组成原电池时甲是负极；
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，
乙溶解，甲 上有H2气放出；
B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
三、原电池的主要应用：
C
例2、 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。a、b相连时，电流由a经导线流向b；c、d相连时，电子由d到c；a、c相连时，a极上产生大量气泡；b、d相连时，H+移向d极。则四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
D
A.a>b>c >d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a
(2)比较反应速率
例3：
下列制氢气的反应速率最快的是
粗锌和 1mol/L 盐酸；
B.
A.
纯锌和1mol/L 硫酸；
纯锌和18 mol/L 硫酸；
C.
粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
D.
D
三、原电池的主要应用：
(3)比较金属腐蚀的快慢
例4：
下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是
(4)
(2)
(1)
(3)
三、原电池的主要应用：
(4)原电池原理的综合应用
例5：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。
“热敷袋”是利用 放出热量。
2)炭粉的主要作用是 。
3)加入氯化钠的主要作用是 。
4)木屑的作用是 。
铁被氧化
与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化
氯化钠溶于水、形成电解质溶液
使用“热敷袋”时受热均匀
三、原电池的主要应用：
1.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是
A.铁圈和银圈左右摇摆不定
B.保持平衡状态
C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D.银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜
D
2. 有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（ ）
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-
②负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
④电池放电后，溶液PH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
A
3、控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I- 2Fe2＋＋I2 ，设计成如下图所示的原电池。下列判断错误的是
A．反应开始时，甲中的石墨电极为正极
B．反应开始时，乙中的石墨电极上I-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，
乙中的石墨电极为负极
D
4.高密度储能电池锌溴电池如图所示，放电时总反应为Zn+Br2=ZnBr2。
下列说法错误的是
A．放电时，电极M为正极
B．放电时，负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+
C．充电时，ZnBr2溶液的浓度增大
D．充电时，每转移2mole-，
理论上有1molZn2+通过离子交换膜从左向右扩散
C
5. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质,a极CO为燃气,b极空气与CO2的混合气为助燃气,制得在6500℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
负极反应式: ,
正极反应式:O2+2CO2+4e-=2CO32-
总电池反应 式: .
2CO+2CO32--4e-=4CO2
2CO + O2 = 2CO2
解析：
总反应式—电池正极反应式 = 负极反应式：
本题中电池总反应式为：2CO+O2=2CO2
2CO+2CO32--4e-=4CO2