第一节原电池

将化学能转化为电能 2. 借助电流而发生反应及装置 (如:电解池) 将电能转化为化学能（或其他形式）
4.1.1电化学引入
2、简单原电池
在H2SO4溶液中放入一片Zn，将发生下 列氧化还原反应：
Zn(s) + 2H+(aq) == Zn2+(aq) + H2↑(g)
这时电子直接从Zn原子传递给H+，使H+在Zn片上 还原而生成气体H2，同时Zn氧化为Zn2+，进入溶液。 这个反应同时有热量放出，这是化学能转化为热能的 结果，但对外得不到电流。
4.1.5正负极判定
6、原电池电极反应式的书写 (1) 题目给定原电池的装置图，未给反应式 ①首先找出原电池的正、负极，分别找出氧 化剂和还原剂 ②结合介质判断出还原产物和氧化产物 ③写出电极反应式（注意两极得失电子数相 等），将两电极反应式相加即可得总反应式
4.1.6写电极反应方程式

写电极方程式示例
4.1.6写电极反应方程式
练一练 写下列电池的电极反应
不要忘记标识正负极哟
1. Cu-Fe与稀H2SO4溶液 2. Zn-石墨与稀H2SO4溶液 3. Fe-Al与稀H2SO4溶液 4. Cu-Zn与CuCl2溶液 5. Fe-Zn与一个西红柿 6. Cu-石墨与FeCl3溶液 7. Fe-Zn与CuCl2溶液 8. Fe-Cu与NaCl溶液(电解质溶液含有O2)
4.1.7原电池的设计
例4．某原电池总反应方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu， 该原电池组成可能是（ BD） 电解质溶液 CuCl2溶液 CuCl2溶液 ZnCl2溶液 CuCl2溶液 正极 Zn Cu Zn Pt 负极 Mg Zn Cu Zn
A
B C D
4.1.7原电池的设计
例5. 利用反应Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2，设计一 个原电池，在下面画出试验装置图并指出正负极材 料和电解质溶液，写出电极反应。
设置一种装置：使氧化反应和还原反应分别在不同的区 域进行，并使其间电子转移，在一定条件下形成电流。
4.1.2简单铜锌原电池分析
锌铜原电池电极分析 负极 电子流出\入 得失电子 电极反应式 现象 流出电子 失电子 正极 流入电子 得电子 还原反应
电极质量不变 有气泡生成
4.1.2简单铜锌原电池分析
氧化\还原反应 氧化反应
(1)负极：2H2+4OH— - 4e— ==4H2O，正极：O2+2H2O+4e— ==4OH—； (2)负极：2H2 - 4e— ==4H+，正极：O2+4H++4e— ==2H2O; (3)负极：2H2 - 4e— ==4H+，正极： O2+2H2O+4e— ==4OH—; 4.1.6写电极反应方程式
7、原电池的设计 基本步骤 ① 将氧化还原反应拆成两个半反应 负极氧化（反应）和正极还原（反应） ② 一般原电池中，负极会被氧化，被腐蚀。 正极本身不得电子，不反应。 而是电解质溶液得电子，发生还原反应。 ③ 负极有能够被氧化的物质 正极有能够被还原的电解质溶液 ④ 若使用盐桥，电解质溶液一般与电极材 料相同，尤其是负极，有时正极会不同
失电子
得电子
还原反应
电极质量 增加
4.1.3改进原电池分析
氧化\还原反应 氧化反应
电极质量 减小
Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e- =Cu
锌铜原电池装置示意图
4.1.3改进原电池分析
电极反应
半电池中的反应就是半反应，即电极反应。
正极（铜电极）：Cu2+ + 2e负极（锌电极）：Zn - 2eCu 还原反应 Zn2+氧化反应
4.1.8原电池原理的应用
(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 盐酸； D.纯锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
D
）
(3)比较金属腐蚀的快慢
例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由 (2) (1) (3) 快到慢的顺序是
①
②
③
④
4.1.6写电极反应方程式
总结
简单的原电池负极的电极反应一般是负极金属本身失 电子变成金属阳离子：R-ne- =Rn+，比较容易写出； 正极上的反应相对复杂一些，需要我们判断出溶液中 的哪种微粒在正极板上得电子，这取决于溶液中各种微 粒得电子能力的相对大小。 常见的有这样三种情况， （1）酸性溶液中，H+得电子，发生析出氢气的反应，可 以看作金属的析氢腐蚀； （2）在弱酸性、中性溶液中，通常溶液中的O2得电子， 可以看作是负极发生吸氧反应； （3）当溶液中有金属活动顺序表中H后面的金属阳离子 时，通常该金属阳离子得电子，如：Cu2+、Ag+ 、Fe3+等。
4.1.4原电池判断
思考与练习
例1：下列哪几个装置能形成原电池
Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
H2SO4
H2SO4
H 2SO 4
NaCl溶液
V
A
Zn
V
Cu
B
Fe Cu
C
X
Zn
V
D
Cu
Cu
酒精
NaCl溶液
H2SO4 H2SO4
H 2SO 4
V
E
X
F
X
M
X
N
V
O
4.1.4改进原电池分析
5、原电池的正负极的判断方法
例2：
如下图所示,将一个铁片和石墨片 用导线连接后,放在一张滤纸上并 压紧,使三者充分接触, 并不断向 滤纸上滴加饱和食盐水和酚酞的 混合液,一段时间后。 (1)先变红的区域在 石墨片附近,该电极是正 极 (2)写出两极上的电极反应式： O2+2H2O+4e— ==4OH— ； 正极 负极 2Fe - 4e— ==2Fe2+ 。
例4：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 (4) (2) (1) (3) 顺序是
化学电池的组成
组成 负极 正极 电解质 酸溶液 碱溶液 盐溶液 或 熔融液 能导电的物质 还原性较强的 物质(多是金 属电极本身) 流出电子 氧化反应 氧化性较强 的物质
电极材料
电极上发 生反应的 物质
Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e- =H2↑
电极质量 减小
锌铜原电池通路分析
外电路： 电子由负极流向正极 内电路： SO42-流向负极 H+和Zn2+流向正极
4.1.2简单铜锌原电池分析
3. 改进原电池
改进型锌铜原电池电极分析
负极
电子流出\入 得失电子 电极反应式 现象 流出电子
正极
流入电子
①根据电极材料 较活泼的电极材料 ——负极 较不活泼的电极材料 ——正极 ②根据发生的反应 发生氧化反应的极 ——负极 发生还原反应的极 ——正极 ③根据电子流动方向 电子流出的极 ——负极 电子流入的极 ——正极 ④根据阴阳离子移动方向 阳离子流向 ——正极 阴电子流向 ——负极 ⑤根据电极现象判断 质量增加的电极 ——正极 有气泡生成的电极正极 质量减小的电极 ——负极
电子流向
反应类型
流入电子 还原反应
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4.1.7原电池的设计
8、原电池原理应用
(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（ C ）
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；
4.1.6写电极反应方程式
例3．美国阿波罗宇宙飞船上使 用的氢氧燃料电池是一种新型的 化学电源。
(1)用KOH作电解质溶液，电极反应产生的水，经冷 凝后又可作为宇航员的饮用水，发生的反应为： 2H2+O2==2H2O，则电极反应式分别为___________； (2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应 式为___________。 (3)如把KOH改为NaCl作导电物质，则电极反应式为 ___________。
(2) 题目中给出原电池的总反应式
①判断正、负极，牢记负极氧化（反应）和 正极还原（反应）。 ②分析化合价变化，找出氧化剂和还原剂， 氧化产物和还原产物。 ③在写电极方程式时，应该注意电解液。 注意：中性溶液反应物无H+和OH— 酸性溶液反应物、生成物均无OH— 碱性溶液反应物、生成物均无H+ 水溶液中不得存在O24.1.6写电极反应方程式
1 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Fe - 2e- = Fe2+ 2 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 3 正极：6H+ + 6e-=3H2↑ 负极：2Al - 6e- = 2Al3+ 4 正极：Cu2+ + 2e-=Cu 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 5 正极：2H+ + 2e-=H2↑ 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 6 正极：2Fe3+ + 2e-=2Fe2+ 负极：Cu - 2e- = Cu2+ 7 正极：Cu2+ + 2e-=Cu 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 8 正极：O2+H2O + 4e- =4OH— 负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+