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(共22張PPT)
第四章 化學反應與電能
第一節 原電池
第一課時 原電池的工作原理
新課導入
智能手機
新能源汽車
電燈
家用電器
生活離不開電
復習回顧
判斷下列裝置哪些屬于原電池
H2SO4
Zn Zn
（1）
石墨
石墨
H2SO4
（2）
H2SO4
Zn 石墨
（3）
Zn Cu
H2SO4
（4）
CuSO4
Zn Cu
（5）
C2H5OH
Zn Cu
（6）
Zn Cu
ZnSO4 CuSO4
（7）







復習回顧
有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬單質或金屬氧化物）作電極。
②電解質溶液
③形成閉合電路
④能自發進行氧化還原反應
組成原電池條件
原電池
e-
A
-氧化反應
+
還原反應
負向負
正向正
內電路
外電路：
電子流向: 負極 沿導線 正極
電子不下水，
離子不上岸
單液原電池工作模型
我們已經知道，將鋅片、銅片置于稀硫酸中并以導線連接起來組成原電池，可以獲得電流。然而，這種原電池中氧化反應與還原反應并沒有完全隔開，如鋅與其解除的稀硫酸發生反應，電流會逐漸衰減
注意觀察：1、電流表指針偏轉情況，工作一段時間有無變化
2、電解質溶液的變化
3、電極表面的變化
原電池
【實驗探究】
硫酸銅
Cu
Zn
A
預期現象 實驗現象
？
Zn片溶解 Cu片上有Cu析出電流表指針發生偏轉
原電池
將置有鋅片的硫酸鋅溶液和置有銅片的硫酸銅溶液用一個鹽橋連接起來，然后將鋅片和銅片用導線連接，并在中間串聯一個電流表，觀察現象。取出鹽橋，觀察電流表的指針有何變化。
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn
Cu
A
？
？
【實驗探究】
注:這種用鹽橋連接的原電池也叫雙液原電池
原電池
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn
Cu
A
鹽橋中一般裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍;
膠凍的作用是防止管中溶液流出;
K+和Cl-能在膠凍內自由移動。
鹽橋
單液電池實驗現象
雙液電池實驗現象
原電池
1.電流表指針發生偏轉
2.銅片表面有銅析出
3.鋅片表面有銅析出
4.隨著時間的延續，電流減小，電流不穩定
5.鋅片表面逐漸被銅全部覆蓋
1.有鹽橋存在時電流表指針偏移
2.銅片表面有銅析出
3.鋅片逐漸溶解
4.隨著時間的延續，能產生持續穩定的電流
5.取出鹽橋無電流產生
原電池
思考與交流：
1.為什么電流會逐漸減小？
2.能否阻止Cu2+在鋅片表面還原？
主要原因：負極與陽離子直接接觸
【說明】由于裝置中Cu2+與Zn直接接觸，Zn失電子后，Cu2+可以直接在鋅片上得到電子，所以這種原電池的效率不高，電流在短時間內就會衰減。
把鋅電極與H2SO4溶液分開
原電池
改進后的原電池裝置有哪些優點？
2、提高了能量轉化率（化學能→電能）；
3、有效避免了電極材料與電解質溶液的直接反應， 能夠防止裝置中化學能的自動釋放（自放電）,增加了原電池的使用壽命。
1、離子在鹽橋中作定向移動，減少了離子的混亂，使離子移動更加有序，能夠產生持續穩定的電流；
【啟示】氧化劑和還原劑不直接接觸也能發生反應。
總結：單液原電池有缺陷，該原電池化學能轉化為電能的效率較低，不能將化學能完全轉化為電能。
雙液原電池工作模型
原電池
A
-氧化反應
+
還原反應
負向負
正向正
內電路
外電路：
電子流向: 負極 沿導線 正極
電子不下水，
離子不上岸
原電池
加入鹽橋后由兩個半電池組成的原電池工作原理：
半電池中：還原性強的材料作負極，失電子被氧化
外電路中：電子由負極經導線流向正極
另半電池：電解質溶液中氧化性強的離子在正極得電子被還原
內電路中：溶液中電解質電離出的陰陽離子定向移動與兩極之間通過鹽橋構成閉合回路。
注：電子只能在兩極和外電路中流動，不可能進入溶液中。即“電子不下水，離子不上岸”
原電池
電極反應
負極：
正極：
總反應：
Cu2++2e- =Cu
Zn－2e- =Zn2+
Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
依據同樣的原理，可以將其他自發進行的氧化還原反應設計成原電池。原電池輸出電能的能力，取決于組成原電池的反應物的氧化還原能力。
原電池
設計原電池的步驟
1.首先確定反應必須是能自發進行的氧化還原反應。
2.正負極材料的選擇：根據氧化還原反應關系找出正、負極材料，若反應中有金屬單質，一般選擇活潑性較強的金屬作為負極，活潑性較弱的金屬或可到店的非金屬（如石墨等）作為正極；若反應中沒有金屬單質，一般用石墨作電極。
3.電解質溶液的選擇：電解質溶液一般要能夠與負極反應，或者電解質溶液中溶解的其他物質能與負極發生反應（如溶解于溶液中的空氣）。但如果氧化反應和還原反應分別在兩個容器中進行（中間連接鹽橋），則兩個容器中的電解質溶液選擇與電解材料相同的陽離子。
注：若負極材料為參與電極反應，參與反應的是兩種電解質，則兩種電解質溶液分別置于
兩個容器中，一般用石墨做電解，中間用鹽橋連接。
原電池
設計鹽橋原電池的思路：
Zn+2Ag+=Zn2++2Ag
還原劑和氧化產物為負極的半電池
氧化劑和還原產物為正極的半電池
根據電極反應確定合適的電極材料和電解質溶液
外電路用導線連通，可以接用電器
內電路是將電極浸入電解質溶液中，并通過鹽橋溝通內電路
畫出裝置示意圖
ZnSO4溶液
AgNO3溶液
Zn
Ag
A
原電池
隨堂訓練
1．將鋅片、銅片、鹽橋、導線、電流計和ZnSO4溶液、CuSO4溶液連接成下圖裝置，下列各敘述中正確的是（ ）
A．構成原電池，鋅片作正極
B．銅片上有銅析出，鋅片上沒有
C．銅片附近Cu2＋濃度不變
D．導線中電子的方向是由銅片流向鋅片
B
隨堂訓練
2．“暖寶寶”的主要原料有：鐵粉、活性炭、水、食鹽等。其中活性炭是原電池的電極之一，食鹽的作用是溶于水形成電解質溶液。下列有關“暖寶寶”的說法中錯誤的是（ ）
A．活性炭作用是作原電池的正極，加速鐵粉的氧化
B．“暖寶寶”放出的熱量是鐵氧化時產生的
C．“暖寶寶”使用前要密封保存，使之與空氣隔絕
D．活性炭最終將轉化為二氧化碳
B
隨堂訓練
3．下列現象中，不是由于原電池反應造成的是（ ）
A．含雜質的鋅與鹽酸反應比純鋅與鹽酸反應速率快
B．金屬在潮濕的空氣中易腐蝕
C．純鐵和鹽酸反應，如滴入幾滴硫酸銅溶液，則可加快反應速率
D．純銀器表面變黑
D
隨堂訓練
B
謝謝觀看SHUAN Q for watching！

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