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高中化学选修四原电池资料


形成原电池需要 哪些条件呢?
• 形成原电池的条件:
1.有活动性不同的电极
2.电极材料均插入电解质溶液 3.两极相连形成闭合回路
e
Zn 负 极
外 电
正 Cu 路 极
氧金属失化源自电子变反 成阳离应
子进入
H+得电 子生成 氢气放 出
电解质溶液

原 反 应
内 电

一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
属的活动性顺序为( C )
A、X>Y>Z B、X>Z>Y C、Y>X>Z D、Y>Z>X
例题:
1.下列哪几个装置能形成原电池?
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
A
V H2SO4
B
V
H2SO4
CX
H2SO4
DX
NaCl溶液
Zn Cu Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Cu
E
F
V
X
Cu SO4
酒精
M
X NaCl溶液
电极材料: Cu---C
电解质溶液: FeCl3
练习
1.下列装置中能组成原电池形成电流的
是 (C )
Zn
Cu
A Cu Cu
A Zn Cu
A Zn Cu
H2SO4
H2SO4
CuSO4
C2H5OH
2.X、Y、Z都是金属,把X浸 入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有 Z析出。X与Y组成原电池时,Y 为电池的负极。X、Y、Z三种金
N
X H2SO4 H2SO4
Cu
O
V H2SO4
2.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是( )C
电流计发生偏转
一、原电池——
把化学能转化为电能的装置。
原理分析
发生了一个氧化还原反应:
Zn + 2H+=Zn2+ + H2↑
将氧化还原反应中还原剂失 去的电子经过导线传给氧化剂, 使氧化反应和还原反应分别在两 极上进行,产生电流.
电子的运动:
电子流入
电子的定 向移动形 成电流。
e -e - e -e -的一极是
正负极的确定方法
负极:
电子流出的一极,为较活泼 的金属,发生氧化反应
正极: 电子流入的一极,为较不活 泼的金属,发生还原反应
伏打电池
• 1791 年意大利生理学家 Galvani 发现了以金属片接触青蛙肌肉时, 有收缩的现象发生。当时 Galvani 误以为此现象为青蛙肌 肉所产生的动物电流所致,但在 1800 年意大利的物理学家 Volta 则透过不同的金属间以一液体相 接所形成的伏特电池,说明了青 蛙肌肉的收缩实际上是因不同金 属片间的电位差透过青蛙肌肉作 为电解液而产生的电流所致。
2在.潮马湿口的Al铁空和气(Z白Hn中) 铁,一C谁Fue旦被有腐Sn划蚀痕的后速, 度快?
正极:Cu -设2计e =实C验u2+
负如极何:2利Fe3用++下2e列=反2F应e2+ 设计一个原 电池实验装置?判断电流方向, 写出电极反应式,并用实验证明。 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
原电池原理及应用
原电池原理实验
实验步骤
这种铜 会装实置有片发验的气生上现反了泡为应象应什?产什与么生么Z反n?
1、锌片插入稀硫酸
与稀硫酸直接作用有 什锌么片不上同有?气由泡这产种生装
2、铜片插入稀硫酸
置能起到什么样的作 无现象用?
3、锌片、铜片上端连接在 一起插入稀硫酸
铜片上产生气泡
4、锌片、铜片之间连电流 表插入稀硫酸
问题: 上图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸 的原电池,如果用它做电源,不但效率低,而且时间稍长 电流就很快减弱,因此不适合实际应用。这是什么原因造 成的呢?有没有什么改进措施?
讨论:
造成的主要原因:由于在铜极上很快就聚集了许多氢气 泡,把铜极跟稀硫酸逐渐隔开,这样就增加了电池的内 阻,使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。
为了避免发生这种现象,设计如下图(书P71图4-1)所示 的原电池装置,你能解释它的工作原理吗?
得出结论
盐桥的作用:
(1)使整个装置构成通路
(2)平衡电荷。 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。这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片,造 成电流中断。
思考:
上述原电池装置是将什么反应的 化学能转换成电能的?指出电池 的正负极,并分别写出其中负极 和正极的电极反应式以及该电池 的总反应方程式。
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
负极(锌片): Zn -2e - = Zn 2+ (氧化反应)
正极(铜片): Cu2+ + 2e - = Cu (还原反应)
电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
Zn e ee-
e -Cu ee-
正极
(Cu)
电子流出
e- e-
的一极是
负极
-
e eeee ZZeZnSnZZ-nOZS2nnZ2+4O+nZ222nS++-42nS2O2++-2O4+24-2-
-
H- -+
(Zn)
H2SO
4
原电池的电极反应与名称:
正极:
2H++2e=H2↑(得e-还原反应)
负极:
电池符号: Zn ︱ ZnSO4‖ CuSO4 ︱ Cu
负极
盐桥
正极
思考感悟 1.盐桥内盛放的是什么物质?其作用是什么? 【提示】 盐桥内通常装有含有琼胶的KCl 饱和溶液;因盐桥能使离子自由通过,故盐 桥的作用是:(1)使整个装置构成通路,代替 两溶液直接接触,(2)平衡电荷。
思考:
1.实验室制取氢气,用锌与 稀硫酸反应。锌用纯锌好,还 是用粗锌好(杂质为碳)?为 什么?实验室只有纯的锌粒, 怎么办?
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。
Zn- 2e=Zn2+(失e-氧化反应)
总反应:2H++Zn =H2↑+Zn2+
电子流动方向与电流方向
电子流动方向:
负极(Zn) 导线
正极(Cu)
电流方向:
正极
导线 负极
溶液
正极
联系Cu-- Zn原电池讨论
1.原电池的正负极如何规定的呢? 2.正负极上分别发生什么反应呢? 3.正负极物质的特征是什么?
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