1、.第一節第一節 原電池原電池選修4第四章 電化學基礎.1780年，意大利生物學家伽伐尼年，意大利生物學家伽伐尼(Galvani, L.) 在在做青蛙的解剖實驗時發現青蛙有抽搐現象。做青蛙的解剖實驗時發現青蛙有抽搐現象。原電池的雛形原電池的雛形.病病 例例 分分 析析.病病 例例 分分 析析.病病 例例 分分 析析. 你能為她開一個藥方嗎？你能為她開一個藥方嗎？. u.1、有兩種活潑性不同的金屬（或一、有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬導體）作電極種是非金屬導體）作電極負極：正極：能和電解質溶液反應的金屬作負極能和電解質溶液反應的金屬作負極相對不活潑的金屬、石墨等相對不活潑的金屬、石墨等.結

2、論：2、電極材料均浸入、電極材料均浸入電解質溶液電解質溶液中中.結論： 3、兩極相連形成閉合電路、兩極相連形成閉合電路.4、一個自發進行的氧化還原反應、一個自發進行的氧化還原反應 u.組成原電池的條件:1、有兩種活潑性不同的金屬（或一種是有兩種活潑性不同的金屬（或一種是 非金屬導體）作電極非金屬導體）作電極2、電極材料均浸入電解質溶液中電極材料均浸入電解質溶液中3、兩極相連形成閉合電路兩極相連形成閉合電路4、一個自發進行的氧化還原反應一個自發進行的氧化還原反應 . 由于金與鐵（鋼的主要成分）是活潑性不同的兩種金屬，唾液中含有電解質，故構成了原電池，產生了微小的電流，使得格林太太頭痛，因此必須換

3、掉其中的一顆假牙。解決方案解決方案.下列哪幾個裝置能形成原電池？下列哪幾個裝置能形成原電池？CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEnZnZ4OS2H.二、原電池裝置及工作原理二、原電池裝置及工作原理將化學能將化學能直接轉變直接轉變成電能的裝置，稱為原電池成電能的裝置，稱為原電池（電源）（電源）1. 原電池正負極的判斷（及工作原理）原電池正負極的判斷（及工作原理）正極正極 負極負極電流流向電流流向電子流向電子流向- - -負極：負極：電子流出的一極電子流出的一極發生氧化反應發生氧化反應正極：正極：電子流進的一極電子流進的一極發生還原反應發生還原

4、反應ZnCu稀硫酸稀硫酸A電子流向：負極（電子流向：負極（Zn) 導線導線 正極（正極（Cu）外電路：外電路：內電路：內電路：(溶液內部溶液內部)陰離子陰離子負極負極陽離子陽離子正極正極.2.電極反應：電極反應：電極材料電極材料原電池正負極原電池正負極電極反應式電極反應式發生的反應發生的反應Zn片片Cu片片總的離子反應方程總的離子反應方程式式負極負極正極正極Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2氧化反應氧化反應還原反應還原反應Zn+2H+=Zn2+H2（兩個電極反應之和）（兩個電極反應之和）注意：注意：正負極電極反應正負極電極反應成對成對寫寫出時，一定要滿足出時，一定要滿足得失電子數相等得失

5、電子數相等.3.對原電池工作原理的理解對原電池工作原理的理解問題一問題一銅片的作用是什么？銅片的作用是什么？可以用石墨代替嗎可以用石墨代替嗎?可以用鐵片代替嗎？鎂條呢？可以用鐵片代替嗎？鎂條呢？ ZnCu稀硫酸稀硫酸整個裝置是如何形成有電流的閉合回路的整個裝置是如何形成有電流的閉合回路的?問題二問題二CuZn-溶液中陰陽離子分別向哪一個電極運動？溶液中陰陽離子分別向哪一個電極運動？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+- - -Zn2+H+SO42-負極負極正極正極靜電作用靜電作用.CuZn-為什么為什么H+在銅片上得到電子？在銅片上得到電子？形成原電池后生成氫氣的速率是否會改變？形

6、成原電池后生成氫氣的速率是否會改變？Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+- - -Zn2+H+負極負極正極正極靜電靜電斥力斥力靜電靜電引力引力問題三問題三.三、原電池原理的應用三、原電池原理的應用1. 制作化學電源；制作化學電源；2. 加快反應速率；加快反應速率； 例如，實驗室制例如，實驗室制H2時，由于鋅太純，反應一般較慢，時，由于鋅太純，反應一般較慢，可加入少量可加入少量CuSO4以加快反應速率。以加快反應速率。3. 判斷金屬活動性的強弱；判斷金屬活動性的強弱；4. 揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。 .AAAAAAZn CuFe C(石墨

7、石墨) Zn CuZn ZnFe CuSi C(石墨石墨) 稀稀H2SO4 CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2SO4 A B C DZn CuA稀稀H2SO4 酒精酒精 稀稀H2SO4 E F G判斷下列哪些裝置構成了原電池？若不是，請說明理由；判斷下列哪些裝置構成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式.AgCuAgNO3AlC稀硫酸稀硫酸含碳含碳雜質雜質的鋅的鋅稀硫酸稀硫酸.石墨石墨Al 稀硫酸稀硫酸（1）說明反應的現象；）說明反應的現象；（2）判斷正負極；）判斷正負極；（3）寫出電極反應式；）寫出電極反應式

8、；（4）寫出總反應的離子方程式和化學方程式。）寫出總反應的離子方程式和化學方程式。.MgFe 稀硫酸稀硫酸（1）說明反應的現象；）說明反應的現象；（2）判斷正負極；）判斷正負極；（3）寫出電極反應式；）寫出電極反應式；（4）寫出總反應的離子方程式和化學方程式。）寫出總反應的離子方程式和化學方程式。.CuZn硫酸銅硫酸銅（1）說明兩個電極質量的變化情況；）說明兩個電極質量的變化情況；（2）判斷正負極；）判斷正負極；（3）寫出電極反應式；）寫出電極反應式；（4）寫出總反應的離子方程式和化學方程式。）寫出總反應的離子方程式和化學方程式。.探究實驗一探究實驗一請根據反應請根據反應： Zn + CuSO

9、4 = ZnSO4 + Cu設計一個設計一個單液單液原電池，并進行實原電池，并進行實驗驗。 .CuSO4 溶液溶液電流表指針發生電流表指針發生偏轉，但不穩定。偏轉，但不穩定。兩個電極上都有兩個電極上都有紅色物質生成紅色物質生成.思考：如何才能得到思考：如何才能得到持續穩定的電流？持續穩定的電流？分析：分析： 由于鋅片與硫酸銅溶液直接由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，鋅片失去的電子一部分經導接觸，鋅片失去的電子一部分經導線傳遞到銅片表面，另一部分電子線傳遞到銅片表面，另一部分電子直接傳遞給硫酸銅溶液中的直接傳遞給硫酸銅溶液中的Cu2+,銅在鋅片表面析出，鋅片表面也構銅在鋅片表面析出，鋅片表面也構成了

10、原電池，進一步加速銅在鋅表成了原電池，進一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強度面析出，致使向外輸出的電流強度減弱。當鋅片表面完全被銅覆蓋后，減弱。當鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構成原電池，也就沒有電流產不再構成原電池，也就沒有電流產生。生。CuSO4 溶液溶液.?在原有實驗基礎上進行改進，設計成在原有實驗基礎上進行改進，設計成一個能產生持續穩定電流的原電池。一個能產生持續穩定電流的原電池。. 探究實驗二探究實驗二 將鋅片和銅片分別通過導線與電流計連接，將鋅片和銅片分別通過導線與電流計連接，并使鋅片和銅片不直接接觸，然后分別浸入盛有并使鋅片和銅片不直接接觸，然后分別浸入盛有硫酸鋅和硫酸銅

11、溶液的燒杯中，硫酸鋅和硫酸銅溶液的燒杯中，中間用一鹽橋連中間用一鹽橋連接接，觀察現象。，觀察現象。請寫出電極反應：請寫出電極反應：負極：負極： Zn - 2e- = Zn2+ （氧化反應）（氧化反應）正極：正極： Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應）（還原反應）總電池反應方程式為：總電池反應方程式為：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu鹽橋中通常裝有含瓊鹽橋中通常裝有含瓊膠的膠的KCl飽和溶液飽和溶液.鋅銅原電池裝置示意圖鋅銅原電池裝置示意圖雙液原電池雙液原電池（1 1）電流表發生偏轉；）電流表發生偏轉；（2 2）鋅片不斷溶解，銅）鋅片不斷溶解，銅片上有紅色物質析出；片上有紅色物

12、質析出；（3 3）取出鹽橋，指針回）取出鹽橋，指針回 零點。零點。電極反應式(-)(+).（）（）鹽橋的作用是什么？鹽橋的作用是什么？雙液原電池的工作原理雙液原電池的工作原理（）鹽橋（）鹽橋-裝有飽和的裝有飽和的KCl（或（或KNO3）溶液和瓊）溶液和瓊脂制成的膠凍脂制成的膠凍 K K+ +移向正極溶液中，移向正極溶液中，ClCl- -移向負極溶液中，移向負極溶液中，形成形成閉合內路，閉合內路，平衡電荷平衡電荷。（3）雙液原電池）雙液原電池的優點：的優點：能產生持續、穩定的電流。能產生持續、穩定的電流。.單液電池、雙液電池異同單液電池、雙液電池異同相同點：都有導電性不同的兩個電極相同點：都有導

13、電性不同的兩個電極;都能產生電都能產生電 流；外電路均是電子的定向流；外電路均是電子的定向 移動，移動， 內電路均是離子的定向移動。內電路均是離子的定向移動。不同點：不同點：1中電流持續、穩定中電流持續、穩定,兩個電極反應在不同兩個電極反應在不同 區域進行區域進行, 中間用鹽橋連接中間用鹽橋連接. 2中電流不穩定中電流不穩定,兩個電極反應在同一區域進行兩個電極反應在同一區域進行.請將氧化還原反應請將氧化還原反應 Cu+2Ag+ = Cu2+2Ag 設計成一個設計成一個雙液電池和單液電池裝置雙液電池和單液電池裝置CuCuSO4AgAgNO3.利用反應利用反應Zn+2FeCl3=2FeCl2+Zn

14、Cl2 ，設計，設計一個單液原電池，一個雙液原電池（使用鹽一個單液原電池，一個雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應。橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應。 (+)(-) G Zn C FeCl3溶液溶液負極（負極（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應）（氧化反應）正極（正極（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反應）（還原反應）(+)(-)鹽橋鹽橋Zn C ZnCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液 G . 化合價降低化合價降低 得得2e-Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu化合價升高化合價升高 失失2e-練習二練習二：利用此利用此反應來反應來設計原電池，寫出電極反應式。設計原電池，寫出電極反應式。并畫出裝置圖并畫出裝置圖（Fe + CuSO4 = Cu + 2 FeSO4）.FeCuFeSO4CuSO4.練習三：練習三：利用此利用此反應來反應來設計原電池，寫出電極反應式。設計原電池，寫出電極反應式。并畫出裝置圖并畫出裝置圖（Cu + 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）化合價降低得化合價降低得2e-Cu + 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+化合價升高失化合價升高失