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人教版化学高中选修4第四章第一节--原电池


在整个装置的电流回路中,溶液中的电 流通路是靠离子迁移完成的。Zn失去电 子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液,ZnSO4溶液 因Zn2+增多而带正电荷。同时,CuSO4则 由于Cu2+ 变为Cu ,使得 SO42-相对较多 而带负电荷。溶液不保持电中性,这两 种因素均会阻止电子从锌片流向铜片, 造成电流中断。
盐桥的作用: (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接 接触。 (2)平衡电荷,保持溶液电中性。
盐桥中电解质的选择?
若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉 淀,可用饱KNO3溶液等代替KCl作盐 桥。
指出电池的正负极,并分别写出负极和正 极的电极反应式以及该电池的总反应方程 式。
负极(锌片): Zn -2e - = Zn 2+ (氧化反应) 正极(铜片): Cu2+ + 2e - = Cu (还原反应)
【练习】 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
B 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
第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
判断下列哪些装置能构成原电池。为什么?
(可以)
(可以)
(可以)
(不可以)
(不可以)
(不可以)
如右图所示,组成的原电池:
(Zn1电)极当是电_解负__质_(溶填液“为正稀”H或2SO“4负时”:)极, 其电极反应为_Z__n__-__2_e__-_=__Z_n_,2+该反应 是_氧___化__(填“氧化”或“还原”,下同)反 应Cu;电极是__正____极,其电极反应为 _2_H__+__+_2_e_-_=_H__2_↑_,该反应是___还__原____反应。
C.c > a > b .> d D.b > d > c > a
2、利用下面反应设计原电池选择电极材料和电 解质溶液,写出电极方程式;并画出原电池简意 图。
化合价升高失2e-
Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
化合价降低得2e-
电极反应式:
负极:Cu – 2e- = Cu2+ 正C极u:2Ag+ + 2e- = 2 ACg
电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
电池符号: Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu
负极
盐桥
正极
一、由两个半电池组成原电池(盐桥式原电池)的工作原理
负极
电子e- 电流I
正极
失e-
得e-
氧化反应
还原反应
①用还原性较强的物质作为负极,负极向外 电路提供电子;
用氧化性较强的物质作为正极,正极从外电 路得到电子。
利用此氧化还原反应来设计原电池, 写出电极反应式。并画出装置图
化合价升高失2e-
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
化合价降低得2e-
(Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2)
装置图
Cu
C

CuCl2 FeCl3
离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
(是2_负) __当_极电,解其质电溶极液反为应C为uS_OZ_4溶_n_液_-_时_2_e:__-_Z=_n_Z电,n极2+ 该反应是__氧___化___反应;Cu电极是__正__极, 其电极反应为__C_u_2_+_+__2_e__-__=__C,该u反应是__还___原____反应.
原电池的工作原理
改进措施?
将锌片与硫酸铜溶液隔离
硫酸锌溶液 硫酸铜溶液
上述装置构成原电池了吗?为什么? 怎样才能构成原电池呢?
改进为所示的原电池装置---盐桥式原电池
盐桥中通常装有含琼胶 的KCl饱和溶液
此装置优点:能稳定长 时间放电
阅读教材72页
盐桥的作用是什么?改进后的装置为什么能 够持续、稳定的产生电流?
电极:负极是Cu,正极可C以u是(NAOg或3)C等A。gNO3
电解液: Cu(NO3)2 、AgNO3
总结
▪ 1、复习回忆了原电池的形成。 ▪ 2、进一步了解原电池的反应原理,
正确书写电极反应式。 ▪ 3、利用氧化还原反应原理设计了原
电池。
由于盐桥(如KCl)的存在,其中 阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移,阳 离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移,分 别中和过剩的电荷,保持溶液的电中 性,因而放电作用不间断地进行,一 直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液 与KCl溶液反应产生沉淀,可用NH4NO3 代替KCl作盐桥。
②原电池的内部及盐桥,通过阴阳离子的定 向运动而形成内电路。
原电池的设计
化合价升高 失2e-
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu,设计
一个原电池.
Fe
Cu
化合价降低 得2e-
1、根据氧化还原反应电子 转移判断电极反应。
FeSO4
CuSO4 2、根据电极反应确定合适 的电极材料和电解质溶液
思考讨论:
(3)电解质溶液和电极材料的选择 (电池的电极必须导电)
电解质溶液一般要能够与负极发生 反应。但若是两个半反应分别在两个 烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电 解质溶液应 与电极材料具有相同的阳 离子。
负极
电子e- 电流I
正极
失e- 氧化反应
得e- 还原反应
把氧化反应和还原反应分开在不同的区域 进行,再以适当的方式连接起来,就可以 获得电流.
对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
左图原电池的缺点:效 率低,而且时间稍长电 流就很快减弱。
思考:这是什么原因造成的呢?
有没有什么改进措施?
造成的主要原因:由于锌片与硫酸铜溶液直 接接触,在反应一段时间后,难以避免溶液 中有铜离子在锌片表面直接还原,一旦有少 量的铜在锌片表面析出,即在负极(锌)表 面也构成了原电池,进一步加速铜在负极锌 表面析出,致使向外输出的电流强度减弱。 当锌片表面完全被铜覆盖后,不再构成原 电池了,也就没有电流在产生。
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