1.2.1 原电池的工作原理 课件 2023-2024学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

原电池 原电池的工作原理 01 化学电源 02 一、原电池的工作原理 （一）原电池的基本概念 1. 定义：原电池是指把化学能转化为电能的装置。 2. 原电池的构成条件： 本质：自发的发生氧化还原反应 ①两种活泼性不同的电极（或C棒） ②两电极均浸入电解质溶液 ③形成闭合电路 Cu Zn 稀硫酸 - - - Zn2+ H+ H+ 灯泡 正极 得电子 2H＋＋2e－=H2↑ 还原反应 失电子 Zn－2e－=Zn2＋ 氧化反应 负极 （二）原电池的工作原理分析 1. 能量转化：化学能转化为电能 2. 电极反应：以铜-锌-稀硫酸原电池为例 Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ 负极 正极 阳离子 阴离子 正极 负极 SO42- A e- ①电子：沿导线（外电路）移动，负极→正极 ②电流：在导线中，正极→负极 ③离子：在电解质溶液（内电路）中移动， 阳离子→正极；阴离子→负极 离子不上岸，电子不入水 3. 电流、电子、离子流向： 4、原电池的正负极的判断方法 微观判断 （根据电子流动方向） 电子流出的极 电子流入的极 ——负极 ——正极 较活泼的电极材料 较不活泼的电极材料 质量增加的电极 工作后 质量减少的电极 ——负极 ——正极 ——正极 ——负极 工作后，有气泡冒出的电极为正极 发生氧化反应的极 发生还原反应的极 宏观判断： ①根据电极材料 ②根据原电池电极发生 的反应 ③根据电极质量的变化 ④根据电极有气泡冒出： ——负极 ——正极 电极判断： 比较得失电子能力，失电子能力强的为负极，得电子为正极 失电子顺序： K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe … Cu > Hg > Ag > Pt > Au 得电子顺序： 强氧化性物质（浓HNO3、浓H2SO4）> Ag+ ＞Fe3＋ > Cu2+ > H+(酸) > Pb2＋＞Sn2＋＞ Fe2+> Zn2+ ＞H＋(水) > Al3+ > Mg2+ 练习: 判断下列原电池的正负极？ 1、Fe-Cu 浓H2SO4 3、Mg-Al NaOH 2、Fe-Cu H2SO4 锌铜原电池装置示意图 5. 盐桥 作用： ①连接内电路，形成闭合回路； ②平衡电荷，使溶液呈电中性。 盐桥制法：将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。 氧化反应 Zn-2e-=Zn2+ 铜锌原电池 电解质溶液 盐桥 失e-，沿导线传递，有电流产生 还原反应 Cu2++2e- =Cu 阴离子 阳离子 负极 正极 阳离子 铜锌双液原 电 池 原 理 外电路 内电路 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 2e- 电极反应总式： 化学能 电能 氧化还原反应 原电池反应本质： 6、原电池的表示方法： (-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+) “|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，溶液要表明浓度。 (1)比较金属活动性强弱。 例1、下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（ ） A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多； C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极； D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强； C 7、原电池原理应用 (2)比较反应速率快慢 例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是（ ） 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。 D 例3：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率 由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3) (3)比较金属腐蚀的快慢 (4)判断溶液pH值变化 例4：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L，若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L气体，则流过导线的电子为__________mol，反应后溶液的氢离子的浓度为_________？（溶液体积变化忽略不计） 0.2 解得： y ＝0.015 (mol) x ＝0.015 (mol) ＝ ＝1.75× 10﹣1(mol/L ) －0.015 根据电极反应： 正极： 负极： Zn－2e-＝Zn2+ 2H++2e- ＝H2↑ 得： 2 2 22.4 x