資源簡介

(共22張PPT)
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
2H++2e－=H2↑
氧化反應
還原反應
負極
正極
電子沿導線傳遞，產生電流
陽離子
失去電子
溶液中陽離子得到電子
陰離子
正極
負極
SO42-
原電池工作原理
較活潑金屬
不活潑金屬或石墨
【知識回顧】
CuSO4溶液
Zn
Cu
A
稀硫酸
Fe
Fe
B
NaOH溶液
Mg
Al
E
稀硫酸
稀硫酸
Zn
Cu
F
純酒精
Fe
C
G
KOH溶液
D
H2
O2
Pt
Pt
NaCl溶液
Fe
C
C
討論：以下哪些裝置可以形成原電池？
組成原電池的條件：
① 活動性有差異的兩種金屬（或一種是非金屬導體）
作電極；
② 兩極均插入電解質溶液；
③ 兩極相連形成閉合電路。
（金屬和氧化物；惰性電極等）
（或傳導離子的介質）
④ 一個自發的氧化還原反應。
討論：原電池的電極名稱不僅與電極的性質有關，也與電解質溶液有關，
下列說法中不正確的是 （ ）
A．由 Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，其負極反應式為： Al-3e-= Al3+
B．由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負極反應式為： Al-3e-= Al3+
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負極反應式為： Cu-2e-= Cu2+
D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負極反應式為： Cu-2e-= Cu2+
原電池正負極的判斷：
溫度
電流
17.3 ℃
0.126A
25 ℃
0.026A
數字實驗探究單液原電池
深入思考
（1）該原電池在工作中有何缺點？
鋅與硫酸銅溶液直接接觸發生反應，化學能轉化為電能效率低
(部分化學能直接轉化為熱能),不能持續產生電流。
（2）如何對裝置進行改進？
還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn
Cu
？
A
深入思考
會有電流嗎？
兩個溶液間缺少離子導體，無法形成閉合回路。
鹽橋
一種凝膠態的離子導體
解決方案
①溝通內電路，形成閉合回路
②提供離子，保持兩溶液電中性
③避免電極與電解質溶液直接反應，放電更持久
鹽橋的作用
K＋
Cl-
e-
Zn2+
Zn
Cu2＋
Cu
Zn - 2e- = Zn2+
Cu + 2e- = Cu
發生氧化反應
發生還原反應
負極
正極
實驗探究
實
驗
現
象
①溫度傳感器數值穩定
②電流傳感器數值穩定，但電流數值較小
③鋅片表面幾乎無變化
電流穩定
轉化效率高
電流較小
數字傳感器探究雙液原電池的電流大小
及穩定性以及溶液溫度變化
電流大?。?br/>電流穩定性：
轉化效率：
較小
穩定
高
電流大?。?br/>電流穩定性：
轉化效率：
較大
衰減快
低
如何增大雙液原電池的電流？
改進
縮短鹽橋的長度
增大鹽橋的橫截面積
用膜來代替鹽橋
R=
ρL
S
①離子運動的距離長
②離子運動的通道窄
③離子容量小
隔膜原電池的工作原理？
（1）隔膜：將電池的正負極材料隔開，防止兩極接觸發生短路
（不同的膜形成不同的離子通道）。
（2）裝置圖：
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
交換膜
常見的三種離子交換膜
陽離子交換膜：只允許陽離子通過
質子交換膜：只允許H＋通過
陰離子交換膜：只允許陰離子通過
離子交換膜簡介
離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。
01
鹽橋變膜-離子交換膜電池
陰離子交換膜
離子交換膜電池
離子交換膜電池裝置
小結
單液電池
鹽橋電池
離子交換膜
電池
？
…
討論1：根據下圖，下列判斷中正確的是（ ）
A.燒杯a中的溶液pH升高
B.燒杯b中發生氧化反應
C.燒杯a中發生的反應為：2H++2e-=H2
D.燒杯b中發生的反應為：2Cl--2e-=Cl2
討論2：（天津高考）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關敘述正確的是（ ）
A.銅電極上發生氧化反應
B.電池工作一段時間后，甲池的c(SO42－)減小
C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加
D.陰陽離子離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡
討論3：銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成了硫化銀的緣故，有人設計用原電池原理加以除去，其處理方法是：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，放置一段時間后，黑色會褪去而銀不會損失。
試回答：
（1）在此原電池中，負極發生的反應為
_______________________，正極發生的反應為
_______________________．
（2）反應過程中會產生臭味，原電池總反應的方程式
為_______________________。
2Al－ 6e－=2Al3＋
3Ag2S＋6e－=6Ag ＋3S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O=2Al(OH)3↓＋3H2S↑＋6Ag
【小結】
名稱 單液原電池 雙液原電池 隔膜原電池
優點
缺點
電流強
1.能量轉化率低
2.氧化劑與還原劑直接接觸，壽命短
1.內阻大，電流弱
2.鹽橋需要定期更換
1.能量轉化率高
2.避免氧化劑與還原劑直接接觸，壽命長
1.能量轉化率高
2.避免氧化劑與還原劑直接接觸，壽命長
3.內阻小，電流強
單液原電池
雙液原電池
隔膜原電池
隔膜原電池微型化
1.兩極
2.電解質溶液
3.導線
4.自發進行的氧化還原反應
電池四要素
—離子導體
—電子導體
課后作業
2、《升華》
1、復習本節課知識

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