铜-锌原电池及其原理
铜-锌原电池及其原理
入稀硫酸溶液中形成原电池，a极上产 生气泡，请问a极为 正 极（填正、
负极）
a
b
稀硫酸
练习3：把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸
中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，
a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连
时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大
量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱
原电池的正、负极如何判断？
演示实验
结论：电流表 指针偏向电源 正极
请判断原电池的正、负极
Cu
正极：铜片 负极：锌片
正极：碳棒 负极：锌片
正极：铜片 负极：铁片
【思考】：原电池的正极、负极跟用作电极
的两种金属的活动性负极：比较活泼的金属
指针偏向铜片
指针不偏转
演示实验： 溶液的导电性实验
形成条件二： 电极需插入能导电的溶液中
指针偏向铜片
形成条件三： 必须形成闭合回路
指针不偏转
“铜桥”
形成原电池的条件
一、活泼性不同的两个电极（金 属和石墨皆可） 二、电极需插入能导电的溶液中
三、必须形成闭合回路 口诀：两极一液成回路
探究原电池的工作原理
1、从金属活动性顺序考虑，锌片和铜片，哪一 极更容易失去电子？ 活泼金属容易失去电子 电子：负极（锌片）出来流向正极（铜片） 2、电流流向跟电子流向相反 电流：正极（铜片）出来流向负极（锌片） 3、什么物质失去了电子？什么微粒又得了电子? 4、锌片的质量会发生怎样的变化？
的为：(
B)
A．a > b > c > d
B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d
铜锌原电池工作原理
铜锌原电池工作原理铜锌原电池是一种常见的原电池，它由铜和锌两种金属作为电极，硫酸作为电解质，通过化学反应产生电能。
铜锌原电池的工作原理涉及到电化学反应和电子传导的过程，下面我们将详细介绍铜锌原电池的工作原理。
1. 电化学反应。
铜锌原电池的正极是由氧化锌构成的，负极是由氧化铜构成的。
在电池中，正极和负极之间通过电解质相连，电解质通常是硫酸溶液。
当铜锌原电池接通外部电路时，正极的氧化锌会释放出电子，转化为锌离子，同时负极的氧化铜会吸收这些电子，转化为铜离子。
这个过程可以用下面的化学方程式来表示：在正极：Zn → Zn2+ + 2e-。
在负极：Cu2+ + 2e→ Cu。
这些化学反应释放出的电子通过外部电路流动，产生电流，从而驱动外部设备的工作。
2. 电子传导。
在铜锌原电池中，电子是通过金属导线在正极和负极之间传导的。
当电子从正极流向负极时，它们驱动了外部电路中的设备工作，比如手电筒、遥控器等。
这种电子传导的过程是铜锌原电池能够正常工作的关键。
3. 电解质传导。
除了电子传导，铜锌原电池中的电解质也起着重要的作用。
电解质是一种可以导电的溶液，它连接着正极和负极，使得正负极之间的化学反应能够持续进行。
在铜锌原电池中，硫酸通常被用作电解质，它能够促进正负极之间的离子传导，帮助维持电池的正常工作。
总结。
铜锌原电池的工作原理涉及到电化学反应、电子传导和电解质传导三个方面。
通过正极和负极之间的化学反应产生电子，通过外部电路传导电子，以及通过电解质传导离子，铜锌原电池能够产生持续的电流，驱动外部设备的工作。
这种工作原理使得铜锌原电池成为了一种常见的原电池，被广泛应用于日常生活中的各种电子设备中。
铜-锌原电池及其原理
A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积， 并有利于氧气扩散至电极表面 B．比较 Mg、Al、Zn 三种金属—空气电池，Al—空气电池的理论比能量最高 C．M—空气电池放电过程的正极反应式：4Mn＋＋nO2＋2nH2O＋4ne－===4M(OH)n D．在 Mg—空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质 及阳离子交换膜
知识梳理：
一.原电池的工作原理
1．概念和反应本质
原电池是把 化学能 转化为 电能 的装置，其反应本质是 氧化还原反应
。
2．构成条件 (1)一看反应：看是否有能自发进行的 氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 (2)二看两电极：一般是 活泼性 不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：
总反应式
2H2＋O2===2H2O
②燃料电池的电极本身不参与反应，燃料和氧化剂连续地由 外部 供给。
★总结提升
“3 步”完成电极反应式的书写
公布习题答案：
【细研考题】1.还原 不变 增加 阳离子 2.Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)24－ 11.2 3.(1)Fe (2) NO－ 3 ＋8e－＋10H＋===NH＋ 4 ＋3H2O
① 电解质 溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入 电解质 溶液中。
3．工作原理(以铜—锌原电池为例)
装置图
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型
负极 锌片 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化 反应
正极 铜片 Cu2＋＋2e－===Cu 还原 反应
电子流向
由 锌 片沿导线流向 铜 片
电流方向
由 铜 片沿导线流向 锌 片
电解质 溶液中 离子流向
铜-锌原电池及其原理 (6)
性气味，并能使 湿润的 阳极
阴极
KI-淀 粉试纸变蓝（Cl2) 氯
铜
阴极：碳棒上有一层红 气
CuClห้องสมุดไป่ตู้溶液
色的铜析出
实验分析
通电前：分析电解质溶液中的离子情况 阳离子： H+、Cu2+ 阴离子： OH-、Cl做无规则运动
通电后：（必须直流电） （1）确定电极名称：
阳极（接电源正极） 阴极（接电源负极）
①Fe3+的氧化能力强于Cu2+，但第一阶段只能还原到Fe2+； Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+等只能在熔化状态下放电。 ②当离子浓度相差较大时 ，放电顺序要发生变化，如 Pb2+、Sn2+、Fe2+、Zn2+浓度比H+大得多时，它们可以先 放电。
练习 分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应
（2）判断离子的放电顺序： 阳离子氧化性：Cu2+>H+ 阴离子还原性：Cl->OH-
注意:并不是所有的离子都能在电极上发生反应.
（3）判断电极产物并书写电极反应: 阳离子移向阴极放电，阴离子移向阳极放电
阳极：2Cl- -2e-→Cl2 ↑ 氧化反应 阴极：Cu2++2e- → Cu 还原反应 总式：CuCl2 电解 Cu+Cl2 ↑ （4）分析电解质溶液的变化情况： 阳极氯离子、阴极铜离子及氯化铜溶液浓 度降低
（1）硝酸银溶液 （2）氯化钠溶液 （3）稀硫酸 （4）氢氧化钠溶液
交流研讨
钠的化学性质 很活泼，这给钠的 制取带来一定的困 难，目前，世界上 金属钠的生产多数 采用电解熔融氯化 钠的方法。
锌铜原电池工作原理
锌铜原电池，也称为碱性干电池，是一种常用的电池类型。
它由一个锌电极和一个铜电极组成，电解质溶液为碱性电解质。
在充电状态下，锌电极上的锌离子会进入电解质溶液中，铜电极上的铜原子会进入电解质溶液中形成铜离子。
当电池放电时，锌离子会返回锌电极上，铜离子会返回铜电极上，产生电能。
锌铜原电池的工作原理是通过电化学反应来产生电能的。
在充电状态下，锌电极上的锌离子会进入电解质溶液中，铜电极上的铜原子会进入电解质溶液中形成铜离子。
在放电状态下，锌离子会返回锌电极上，铜离子会返回铜电极上，锌电极和铜电极之间产生电能。
锌铜原电池的优点是成本低，寿命长，可靠性高，适用于各种环境条件下。
缺点是电压较低，一般为1.5V，需要组合使用多节电池才能满足高电压的需求。
铜-锌原电池及其原理
Zn2+ H+
SO42-
正极 氧化剂(H+)在铜极上 得到电子，发生还 原反应 2H+ +2e-=H2
阳离子:移向正极
电流方向
2、原电池的工作原理（以锌铜原电池为例）
A
（—） （+）
Zn(s) + H2SO4(aq) = ZnSO4(aq) + H2(g)
Zn
Cu
现象
锌片溶解，铜片上有无色气泡，电流表指针发生偏转
－
Zn ee-
Zn2+
+ Cu-Zn原电池：
Cu 负极：（氧化反应）
锌片：Zn－2e-=Zn2+
正极：（还原反应）
铜片：2H++2e-=H2↑
H+
总反应：
H+
Zn+2H+=Zn2++H2↑
电子从锌片流出
经外电路
流入铜片
负极
还原剂(Zn)失去电 子，发生氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
阴离子：移向负极
稀硫酸
电极 得失电子
Zn电极（一） 失电子
Cu 电极（+） 得电子
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
流出
流入
离子流向 电极反应 总反应
阴离子流向负极
Zn－2e-=Zn2+
阳离子流向正极
2H++2e-=H2↑
回忆思考：通过以上实验想想原电 池是由哪几部分组成的，构成原电 池的条件又有哪些？
A
Zn
Cu
稀硫酸
能自发进行的放热的氧化还原反应能够设计成原电池
铜-锌原电池及其原理
《铜锌原电池》导学案【观察与思考】
实验步骤
现象
结论或解释
【设疑自探】
关于原电池，你有哪些想解决的问题？
1、
2、
3、
探究一原电池的工作原理
【问题探究】仔细观察研究铜锌原电池的装置图解决以下问题：
1、电极反应如何？（反应式、反应类型）
两极反应式与电池反应式之间是什么关系？
Zn电极(属于反应）
Cu电极(属于反应）
总反应方程式：Zn + 2H+ ===Zn2+ + H2 ↑
2、电子如何流动？电流如何产生？
外电路中：失去电子变成进入溶液，电子通过流向；
内电路中：电解质溶液中的向铜片移动，并在铜片上得到电子形成逸出；这样，形成了闭合回路，产生了电流。
探究二原电池的形成条件
【趁热打铁】选择出下列符合原电池形成条件的装置
1、电极：Zn与Cu 浸入液：HCl
2、电极：Zn与Cu 浸入液：CuSO4
3、电极：Cu与Cu 浸入液：HCl
4、电极：Fe与C 浸入液：酒精
5、电极：Fe与C 浸入液：HCl
探究三原电池正负极的判断
【学以致用】根据反应Fe + Cu2+ ==== Cu + Fe2+ 设计原电池，为迷路的电极和电解质溶液找到回家的路，判断并标明正负极。
（待选电极：铁铜锌碳镁；待选浸入液：硫酸盐酸硫酸铜）。
铜-锌原电池及其原理
实验（1） 铜片上没有明显 铜片与稀硫酸不
现象，锌片溶解， 反应，
有气泡产生
2H++Zn=Zn2++H2
实验（2） 铜片上有无色气 H+在铜片上得到
体产生，锌片溶 电子被还原成氢
解，电流计指针 气。有电流产生
偏转
实验（3）
锌片作负极，铜 片作正极
一、化学能转化为电能
化学能
电能 ？
（1）什么是原电池？
把化学能转化为电能的装置叫 做原电池
4
（2）原电池的电极反应式
电极 材料
Zn片
Cu片
电池 总反
应
电极反应
反应类 原电池的
型
电极
Zn － 2e- ＝ Zn2+ 2H+ + 2e-＝H2↑
氧化 反应
还原 反应
负极 正极
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
5
原电池化学反应本质：氧化还原反应
电子从锌片流出
经外电路
√稀HCl ⑥
3.如图装置，电流表发生偏转，同时A极逐渐变粗，
B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列
原 各组中的哪一组（ D ）
电
A
池 原
A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4A B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
B
理 、 正
C、A是铁，B是银，C为AgNO3 溶液
负 D、A是银，B是铁，C为AgNO3
Cu-Zn原电池及其原理
第一课时
(1)溶将液一中Z，n片有,什Cu么片现平象行？插为入什H么2SO？4
(2)若将Zn片,Cu片用一导线连接并 连上电流计再浸在H2SO4溶液中， 有什么现象？为什么？
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【小试身手2】：判断原电池正负极？
A
－ Mg
Al
＋
①
＋ Fe
H2SO4溶液
A
Cu －
A
＋ Mg
Al －
②
NaOH溶液
浓硝酸
精选习题：
1．有A、B、C、D、四块金属片，进行如下实 验：
(1)A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液
中，A极为负极，活动性___A__>_B______；
(2)C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液
中，电流由D→导线→C，活动性____C__>_D_____；
(3)A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极
产生大量气泡，活动性___A__>_C______；
(4)B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极
发生氧化反应，活动性___D__>_B______。
综上所述，这四种金属的活动性从强到弱的顺
若将锌棒改为铁棒？
铜棒？
6
三、高考热点探究：原电池的形成条件：
3、原电池的形成条件： 两极一液一连线 （1）有两种活动性不同的两极（或一种是金属另一种 是石墨）作电极。 （2）电极材料均插入电解质溶液中。 （3）两极相连形成闭合电路。 （4）自发进行的氧化还原反应。
7
2．在如图所示的8个装置中，属于原电池的
序为_____A_>__C_>__D_>_B_______。
课堂小结：预习案反馈 1.原电池的工作原理 2.原电池的构成条件 3判断原电池正负极
精选习题：
2. 依据氧化还原反应： 2Ag+(aq)＋Cu(s) = Cu2+(aq)＋2Ag(s)设计 的原电池
3、原电池原理的应用。
三、高考热点探究：原电池工作原理
1、概念：原电池是___将__化__学__能__转__化__为__电__能___的装置。 原电池反应的本质是_____氧__化__还__原__反__应_____反应。
例：如右图所示，组成的原电池： 现象：锌片变细，铜片变粗
（是1_负）__当_极电，解其质电溶极液反为应Cu为S_OZ4_n溶_－_液_2_时e__-：_=__ZZ_nn_电2，+极
该反应是__氧__化____反应；Cu电极是_正___极， 其电极反应为_C_u_2_+_+__2_e__- =___C_u_,该反应_还__原______反应.
e-
失
负
正
得
5
三、高考热点探究：原电池工作原理
1、概念：原电池是___将__化__学__能__转__化__为__电__能___的装置。 原电池反应的本质是_____氧__化__还__原__反__应_____反应。
D 是( )
A．①④ C．④⑧
B．③④⑤ D．②④⑥⑦
三、高考热点探究 总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu
锌半电池， 铜半电池
三、高考热点探究
由两个半电池组成原电池的工作原理
总反应：
盐桥中通常装有含琼胶
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
的KCl饱和溶液
盐桥原电池的工作原理及设计
【小试身手】依据氧化还原反应： 2Fe3＋(aq)＋Fe(s) = 3Fe2＋(aq) 设计的原电池 如图所示。请回答下列问题：
例：如右图所示，组成的原电池：
（ Zn1电）极当是电_解负__质_（溶填液“为正稀”H或2S“O4负时”：）极，
其电极反应为_Z_n__－__2_e_-_=__Z_n__2+_，该反应 是___氧__化_（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu电极是__正____极，其电极反应为 _2↑___,该反应是___还__原____反应。
高三一轮复习
原电池
知识树
原电池
化 学 反 应 与 电 能
电解池
一、考查比重分析：
全国卷(Ⅱ)近四年对电化学知识的考 查情况一览表：
年份 考点 分值
2018年
2017年 2016年 2015年
原电池 电解池 电解池
原电池
原电池
选择题6分 填空题4分 选择题6分
选择题6分，
填空题6分
二.学习目标
1.掌握原电池的工作原理及其构成 条件 2、会判断原电池的正负极
(1)电极X的材料是___铁_____； 电解质溶液Y是__F_eC_l_3_溶_液____； X (2)铂电极为电池的__正___极；
A
盐桥 电流计
Pt
(3)外电路中的电子是从
_负__(_F_e_)电极流向_正__(P__t)电极。
FeCl2溶液
Y
高考热点探究：
怎样判断原电池的正负极？
、高考热点探究：