扬州化学精品课程——《化学反应原理》专题一 化学反应与能量变化
专题一第二单元化学能与电能的转化
原电池的工作原理
【学习目标】
1．探究原电池的工作原理及构成条件。
2．学会分析典型原电池的一般方法，能正确规范书写电极反应式及电池反应。
【学习重难点】
1．原电池的工作原理。
2．能初步根据一个典型的氧化还原反应设计原电池。
【课前预习】
1．原电池是__________________________________________________的装置。
2．根据原电池两极的活泼性不同，将原电池两极分为 和 。
（1）负极：通常是活泼性较 的金属，电子由此极流 （填“出”或“入”），该电极处发生 反应（填“氧化”或“还原”）。
（2）正极：通常是活泼性较 的金属或非金属导体，电子由此极流 （填“出”或“入”），该电极上发生 反应（填“氧化”或“还原”）。
【交流与讨论】
1．上述装置工作时有何现象?
2．两极的电极反应式如何书写?
3．溶液中离子的运动方向如何？
4．外电路中电子定向移动的原因是什么?
5．盐桥的构成及作用？
【总结与反思】
1．原电池的正负极确定
（1）由两极的相对活泼性确定：相对活泼性较强的金属为负极（一般负极材料与电解质溶液发生反应），但不是绝对的。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中，负极为 ，但Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，负极为 。
（2）根据反应的类型判断：可根据总反应式来分析电极是发生氧化反应还是还原反应，若发生氧化反应，则为负极，若发生还原反应，则为正极。
2．原电池的工作原理
原电池是依据自发的氧化还原反应设计而成的。多数情况下，自发氧化还原反应是氧化剂和还原剂直接接触发生反应，直接进行电子转移，并且得失电子是在同一“场所”完成。如果我们将氧化还原反应中的“直接”得失电子，变为“间接”，即将氧化反应和还原反应分开来，在
不同的“场所”完成。那么两个“场所”用导线连接，就会有电子的定向流动形成电流。
上面的“Cu-Zn”原电池能产生电流的本质原因是Zn
电极和Cu电极间产生电势差，使电子产生定向移动。
3．原电池的应用
（1）加快反应速率 （2）判断金属的活动性 （3）金属的防腐 （4）化学电源
【达标检测】
1．分别标出下列原电池的正、负极，写出电极反应式和总反应式
2．根据反应：Fe+Cu2+==Fe2++Cu设计一个原电池，画出示意图，并标出正负极、电解质溶液，写出电极反应式。
供选择的电解质：稀硫酸、硫酸铜溶液、氯化铜溶液
供选用的电极材料：锌片、铜片、铁片、石墨碳棒
电极反应：
负极：
正极：
电解质溶液： 总反应式：
扬州化学精品课程——《化学反应原理》专题一 化学反应与能量变化
专题一第二单元化学能与电能的转化
原电池的工作原理
一．选择题
1．下列关于原电池的叙述错误的是 （ ）
A．原电池中的电解质不一定处于溶液状态
B. 若欲使原电池处于工作状态，必须形成闭合回路
C. 排在金属活动性顺序表前面的金属总是作负极，排在后面的金属总是作正极
D. 负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应
2．把a、b、c、d四块金属浸入稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时a溶解；c、d相连时c为负极；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b为正极，则四种金属活动性顺序由强到弱为 （ ）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
3．一定量的锌与足量的稀盐酸反应，为了加快反应的速率，但又不影响生成氢气总
量可以采取的措施是 （ ）
A．加入少量醋酸钠固体 B．加入少量硫酸铜溶液
C．加入少量铜粉 D．加入少量铁粉
4．如图所示装置，电流计G发生偏转，同时A极逐渐变粗、B极逐渐变细，C 为电解质溶液，则A、B、C 应是下列各组中的 （ ）
A．A是Zn，B是Cu，C为稀H2SO4
B．A是Cu，B是Zn，C为稀H2SO4
C．A是Fe，B是Ag，C为AgNO3液
D．A是Ag，B是Fe，C为AgNO3液
5．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的反应为
Pb＋PbO2＋2H2SO4＝２PbSO4＋２H2O，下列结论正确的是 （ ）
A．Pb为正极被氧化 B．溶液的pH不断减小
C．只向PbO2处移动 D．电解质溶液pH不断增大
6．某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，可以实现上述反应的原电池 （ ）
正极
负极
电解质溶液
A
Cu
Fe
Fe2(SO4)3
B
Sn
Fe
FeCl3
C
Ag
Fe
CuSO4
D
Fe
Zn
Fe2(SO4)3
7．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是 （ ）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
8．用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 （ ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
二．非选择题
9．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。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。
10．普通锌－锰干电池是普遍使用的化学电池，其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等糊状物。以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。工作时反应方程式是：
Zn＋2MnO2＋2NH4＋＝Zn2＋+Mn2O2＋2NH2＋H2O
（1）试写出干电池放电时的正、负电极反应式：
正极：_______________________________负极：________________________________
干电池用久了就会变软，其原因是_____________________________________ 。
（2）正极反应中，前后经历下列反应：2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2；2MnＯ2＋H2＝Mn2O3＋H2O，如果没有MnO2参与，干电池将难于持续稳定工作。
试说明理由：_________________________________________________________________。
课件21张PPT。专题1 化学反应与能量变化原电池的工作原理第二单元 化学能与电能的转化日常生活中使用电池的物件普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑
专用电池 摄像机
专用电池 “神七”用
太阳能电池 伏打电池是
实用电池的开端。它们的工作原理是什么?（1）实验探究【实验1】将锌片、铜片分别插入稀硫酸，有何现象？【实验2】锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中锌片上有气泡产生
铜片上无明显现象铜片上有气泡产生
纯净的锌片上没有气泡产生Cu1.铜片上的气体可能是什么？
如何确定该气体呢？
2.铜片是否参加了反应？
怎么证实？
3.纯净的锌片上没有气泡产生，
锌片有没有参加反应呢？
你能设计怎样的实验来证实？
4.稀H2SO4是否参加了反应?
你能设计怎样的实验来证实？（2）问题探究（3）理论分析Zn→Zn2+ 推理：
Zn－2e－=Zn2+
H+→H2↑ 推理：
2H++2e－=H2↑ 【问题】：H+所需的电子从何而来？（4）实验验证这套装置能量是怎样变化的?电子的转移氧化还原反应电流原电池：化学能转变为电能的装置【动画模拟】 原电池的正负极判断负极正极电子流出的一极电子流入的一极e－I氧化反应还原反应我们来探讨简单原电池的形成条件通过合适的装置让电子作定向流动，形成电流，构成原电池。
如何利用一个氧化还原反应组成原电池？1.两种活泼性不同的金属作电极。简单原电池的形成条件1(较活泼金属作负极，较不活泼金属[或石墨]作正极)①②③④2.电极需插进电解质溶液中简单原电池的形成条件2①②3. 必须形成闭合回路简单原电池的形成条件3A①②Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑ 氧化反应还原反应负极正极阳离子失去电子溶液中阳离子得到电子阴离子正极负极原电池工作原理小结电子沿导线传递，产生电流 设计一个反应原理为:Fe+Cu2+=Fe2++Cu的
原电池。Cu或C行吗?谢谢！信息：水果电池谢谢！
