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第四章 电化学基础--原电池

电流
e-
电子流出 电流流入 发生氧化反应
负极
阴离子
阳离子 电解质溶液
正极
电子流入 电流流出 发生还原反应
归纳总结2:判断原电池正负极的方法
1、根据电极的活泼性:一般情况,负极材料----更活泼, 正极材料----不活泼或非金属导电材料;
2、根据电子或电流的流向:负极----电子流出电流流入, 正极----电子流入电流流出;
第四章 电化学基础 第一节 原电池
电化学基础
原电池
化学电源
电解池
金属的电化学 腐蚀与防护
单液原电池
双液原电池
原电池原理 应用
电解原理
电解原理的 应用
一、回顾必修二铜锌原电池装置及工作原理
1、实验现象:①电流表指针发生偏转 ②铜片表面有红色固体析出 ③锌片逐渐溶解变细 ④溶液颜色逐渐变浅
2、电流表指针发生偏转说明什么? 有电流产生
(2)加快反应速率:形成原电池可加快反应速率。 例:下列制氢气的反应速率最快的是( D )
A、纯锌和1mol/L 硫酸; B、纯锌和18 mol/L 硫酸 C、粗锌和 1mol/L 硫酸; D、粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液. 解析: B、浓硫酸不产生氢气; C、粗锌中锌与杂质在稀硫酸中形成原电池,加快反应速率; D、滴入硫酸铜后,锌将铜置换出来并附着在其表面,从而形成铜锌原电池, 进一步加快反应速率。
3、工作原理 :
由两个半电池组成原电池
三、原电池的原理的应用
(1)判断金属活动性强弱:一般情况下,活泼性强的金属作 负 极,活泼性弱的金属作 正 极; 但需注意特殊电解质溶液,如铁和铜电极插入浓硝酸中,负极为 铜 ,正极为 铁 。
例:把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2SO4中,用导线两两相连,可以组成各种原电池.若a、 b相连,a为负极;c、d相连,c为负极;a、c相连,c为正极;b、d相连,b为正极,则这四种金 属的活动性由强到弱的顺序为______.
解析:a、b相连时,a为负极,根据原电池的工作原理,故金属的活动性顺序a>b; c、d相连,c为负极,所以金属的活动性顺序c>d; a、c相连,c为正极,所以金属的活动性顺序a>c; b、d相连时,b是正极,d是负极,所以金属的活动性顺序d>b; 则金属活动性顺序为:a>c>d>b, 故答案为:a>c>d>b.
思考:怎样改进装置才能得到持续稳定的电流?
避免锌和硫酸铜溶液直接接触,故做以下改进并实验。
有电流产生, 但稳定性持续性不好
无电流产生
有持续稳定电流产生
1、盐桥:由琼脂和饱和KCl溶液制成的凝胶。
2、盐桥作用:
由两个半电池组成原电池
(1)使装置形成闭合回路; (2)离子库,维持两个电解质溶液电荷平衡。
(3)设计化学电池:
例3:请将该反应:Fe + 2 Fe3+ = 3 Fe2+ 设计为原电池,画出其装置图,并写出 电极反应式。
电极反应式:
负极: Fe - 2e— = Fe2+ 正极: Fe3+ + e— = Fe2+
3、根据电极的反应类型:负极----被氧化发生氧化反应, 正极----被还原发生还原反应;
4、根据阴阳离子移动方向:负极----阴离子移向负极, 正极----阳离子移向正极;
5、根据现象:负极----电极材料变细或逐渐溶解, 正极----电极材料上有固体析出或气泡冒出。
实验现象补充:当我们较长时间观察该装置实验现象, 可发现随着时间的推移,电流越来越小,电流计指针偏 转不稳定,锌片上也有红色物质析出。
3、该装置有怎样的能量转换关系? 化学能转化为电能
3、根据实验现象,分析正负极材料及电极反应式
①负极 锌 ;电极反应式 Zn - 2e—= Zn2+
;发生 氧化 反应。
②正极 铜 ;电极反应式 Cu2+ + 2e—= Cu
;发生 还原 反应。
③电池总反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 。反应前后溶液质量 增加 。
4、归纳电流、电子流动方向及阴阳离子移动方向
①电子由 负极 经 外电路 流向 正极 ;电流由 正极 流向 负极 。 电解质
②阴阳离子只能在 溶液中 移动,阴离子移向 负极 个电极 ②电解质溶液 ③闭合回路 ④能自发进行的氧化还原反应
归纳总结1:原电池的工作原理外电路
思考:为什么会出现以上现象?
分析:因为该装置中,锌和硫酸铜溶液直接接触,不可 避免地使得部分锌直接和硫酸铜发生反应,使得铜在锌 片表面析出,从而直接构成了很多细小原电池,加速了 铜在锌表面析出,也导致向外输出的电流逐渐减弱,而 直接反应的这部分化学能也并没有转化为电能,而是直 接转化为了热能,从而导致能量转化效率也降低。
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