铜 锌原电池及其原理 7
铜-锌原电池及其原理
请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
思 考
设计成原电池。你有哪些可行方案?
负极： Cu Cu – 2e- = Cu2+
正极： 不如Cu活泼的金属或石墨
拆成离子方程式： Zn+2H+ =Zn2+ +H2↑
H2SO4溶液
根据化合价升降判断正负极
负极： Zn 失电子 Zn - 2e- = Zn2+ 正极： H+得电子 2H+ + 2e- = H2↑
学以致用
1．(1)下列装置属于原电池的是___⑤_____。
(2)在选出的原电池中，_F_e______是负极，发生__氧__化____反应， __C_u_____是正极，该极的现象是__有__气__泡__冒__出______。
2、(2017·衡水模拟)一个原电池的总反应 的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，
该原电池的合理组成( C )
正极 负极 电解质溶液
A Zn Cu B Cu Zn C Cu Zn D Zn Fe
CuCl2 H2SO4 CuSO4 CuCl2
学以致用
3.（2013·北京高考节选)通过NOx传感器可监 测NOx的含量，其工作原理示意图如图所示：
2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
电解质溶液： Fe2(SO4 )3、FeCl3等
设计原电池的基本思路：先将氧化 还原反应拆分为两个半反应(即氧化反应 和还原反应)，然后根据构成原电池的条 件，选择合适的电极材料及适宜的电解 质溶液，将两电极用导线连接插入电解 质溶液形成闭合回路，即可成功设计原 电池。
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
锌铜原电池的正负极反应及总反应
一、概述锌铜原电池是一种基本的化学能转换成电能的装置。
它的工作原理是利用锌和铜在电解质溶液中的化学反应来产生电能。
正极和负极的反应是锌与氢离子和铜离子之间的化学反应，而整个电池的总反应则是这些反应的综合。
本文将分析锌铜原电池的正负极反应及总反应。
二、锌铜原电池的结构和原理锌铜原电池由锌片、铜片和电解质溶液组成。
锌片作为负极极板，铜片作为正极极板，它们分别浸泡在含有硫酸的电解质溶液中。
电池内部的化学反应会使得正负极板上的电子流动，从而形成电流，实现能量转换。
三、锌的正极反应当锌片浸入电解质溶液中时，会发生下列正极反应：Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e^-这意味着固态的锌会失去电子，转变成锌离子。
这个过程叫做氧化反应。
四、铜的负极反应当铜片浸入电解质溶液中时，会发生下列负极反应：Cu2+(aq) + 2e^- → Cu(s)这表示铜离子会接受电子，转变成固态的铜。
这个过程称为还原反应。
五、总反应正极和负极反应的综合表示锌铜原电池的总反应：Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)在这个综合反应中，锌原子从固态转变成锌离子，放出电子；铜离子则接受这些电子，转变成固态的铜。
这样形成了电子流动，产生了电流。
六、锌铜原电池的应用锌铜原电池由于结构简单，制造成本低，使用方便，被广泛应用在闹钟、遥控器、手电筒等小型电子产品中。
它也被用于实验室中进行化学能转换成电能的示范，教育科普领域。
七、结论锌铜原电池是一种重要的化学能转化为电能的装置，它的正极反应是锌离子失去电子，负极反应是铜离子接受电子，整个电池的总反应是锌和铜在电解质溶液中发生氧化还原反应。
它在生活和教育科普领域都有着重要的应用价值。
八、锌铜原电池工作原理的深入探讨锌铜原电池是一种重要的化学能转换成电能的装置，其工作原理涉及到物质的氧化还原反应。
在电池中，正极和负极之间的化学反应产生了电子流动，形成了电流，从而实现了电能的转化。
锌铜原电池产生电流原因
探究锌铜原电池产生电流的原因锌铜原电池是一种基本电池，由锌和铜两种金属构成，通过化学
反应产生电流。
这种电池的产生电流原理是基于金属间的电化学反应。
锌具有更容易将电子失去的性质，因此在电池中扮演负极的角色，而
铜则更容易接受电子，扮演正极的角色。
当锌和铜的电极在电解质中
浸泡时，电解质中的离子会从锌的表面到达铜的表面，从而在金属的
表面建立起电位差。
如果将两个电极连起来，那么电流将从锌电极开始，随着离子的转移，电流将通过电线流向铜电极。
在这个过程中，
化学反应会不断释放出能量，从而产生电流。
通常情况下，锌和硫酸
会配合使用，产生的反应式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2。
在这个反应中，锌原子失去两个电子变成锌离子，同时硫酸中的氢离子得到电子变成氢气。
这样，产生的化学反应将锌的电子转移到铜电极，进而产生电流。
需要注意的是，在金属间建立起电位差后，由于离子的运动，锌和铜
电极上的离子会逐渐消耗，直到任何一个电极离子完全耗尽为止，电
池失去作用。
因此，需要定期更换电池才能保证其正常工作。
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
铜锌原电池及其原理一．教学目标1. 知识与技能理解原电池的构成及生电原理。
2．过程与方法（1）根据实验现象经历探究铜锌原电池生电的原理。
（2）通过自主构建原电池，经历探究电池的构成条件。
（3）通过实验研究过程，认识控制变量的化学研究方法。
3．情感态度与价值观(1)感悟科学方法在化学研究中的重要性，增强科学探究意识。
(2)通过分组实验培养学生的自主合作精神.二．教学重点和难点1.重点原电池的构成条件及电流产生的原理。
2.难点原电池中电流产生的原理。
三．教学用品锌片、铜片、碳棒、稀硫酸（1mol/L）、饱和氯化钠溶液、无水酒精（99%）、导线、电流表、培养皿、洗瓶、烧杯。
PPT课件、实物投影仪四、设计思路指导思想：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。
学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。
要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。
在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过一组实验，引入课题。
在实验——观察——讨论——推测——验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。
在此基础上，通过实验探索和讨论组成原电池的条件。
最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。
五、教学过程【引入】〔录象〕日常生活中接触到的电池〔设疑〕我们知道，电池是能够提供电流的装置，那么，电池中的电流是怎样产生的呢？〔激疑〕大家请看，这是什么？柠檬〔投影、设问〕向其中插入铜条和锌条，串联上音乐贺卡，会出现什么现象？（重复两次）这种现象说明什么？〔引导、设问〕实际上这就是一个水果电池，只不过电流太小，这种电流因此而没有什么实用价值，但它给我们一个启发：电池里的电流是如何产生的?要构成电路中的电流，电池应具有什么条件呢？以稀硫酸代替柠檬探究其中的原理.〔板书〕一、原电池交流讨论：铜是不活泼金属，不能置换酸中的氢。
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？
铜锌原电池
铜锌原电池引言：铜锌原电池，也被称为干电池或锌碱电池，是一种常用的原电池。
它由锌盖（即负极）和铜盖（即正极）组成，通过电解质中的化学反应将化学能转化为电能。
1. 原理铜锌原电池的工作原理是基于化学反应。
它包含一个锌盖（负极），里面装有锌粉和碳棒；一个铜盖（正极），里面装有铜粉和二硫化碳；以及一个电解质，通常是氢氧化钠或碳酸钠。
当电池连接到外部电路时，化学反应开始进行，产生电子流从负极流向正极，使电池工作。
2. 化学反应铜锌原电池的主要化学反应是锌的氧化和铜的还原。
在电解质中，锌发生氧化反应，将锌原子离子化，生成锌离子。
反应的化学式如下：Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-在同一时间，铜在正极上发生还原反应，接受来自负极的电子，生成金属铜。
反应的化学式如下：Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)以这种方式，铜锌原电池中的化学能被转化为电能。
3. 优点和应用铜锌原电池有一些明显的优点和应用领域。
首先，铜锌原电池相对便宜，在成本方面比其他电池（如镍镉电池和锂离子电池）更经济实惠。
这使得它们广泛应用于一次性电子产品、家用电器和玩具等需要替换电池的设备中。
其次，铜锌原电池具有较长的存储寿命。
即使在未使用时，铜锌原电池也能保持较长时间的储能状态。
这使得它们成为备用电源的理想选择，如应急灯和远程控制器。
此外，铜锌原电池也有良好的性能特点。
它们通常具有较高的放电电压和大容量，能够提供足够的电能供应设备长时间使用。
4. 环境影响和回收然而，铜锌原电池也对环境产生一定的影响。
它们含有重金属和有毒物质，如铅和汞，因此在废弃时需要妥善处理。
为了减少对环境的影响，很多国家都设立了回收铜锌原电池的专门收集站点。
回收的电池将被送往专门的处理厂进行处理，其中的有毒物质将被安全地处理掉，而有用的金属如锌和铜则会被回收再利用。
5. 结论总结一下，铜锌原电池是一种常用且经济实惠的原电池。
通过化学反应将化学能转化为电能，铜锌原电池成为了众多设备中的理想能源选择。
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解释并得出结论： 3.该装置中铜起到什么作用 ?能 否被替换？
4. 连接导线后反应现象就不同 了，电流表指针为什么会偏转？
5.分析装置中的能量变化
一、原电池
1.化学能 ？ 电能
2.原电池的反应本质，也是形成原电池 的必要条件，即自发进行的（ ）, Cu-Zn稀硫酸原电池中 （ ）发生氧化反 应，失去电子；（ ）得到电子,发生还 原反应生成氢气； 此原电池中自发的氧 化还原反应离子方程式仍是（ ）
锌会溶解
D.电子由锌经导线移向铜片，铜片
上有气泡 Zn
CuCLeabharlann SO4形成条件实验 A探究
Zn
Cu
① A
Zn
C
② A
Zn
Zn
H2SO4
电流表 指针
区别 结论
H2SO4
原电池
①
H2SO4 ②
偏转 偏转
不偏转
两极材料不同
两个电极：通常活泼性不同
实验探究
A
Zn
Cu
A③
Zn
Cu
A④
Zn
Cu
H2SO4
电流表指针 区别
原电池的微观原理
A Zn 负极
正极 Cu
Zn 2+ -
静电作用 Zn 2+
Zn
2+Zn
2+
Zn
2+
H+ H+
Zn 2+ Zn 2+
SO
24
--------
练习：有关图中原电池说法不正确的是
A.Zn +Cu2+ = Zn2+ + Cu是总反应
B.正极电极反应式：Cu2+ +2e-= Cu
C.负极电极反应式：Zn -2e-= Zn2+
HCl
酒精
原电池 偏转
③
④
偏转 不偏转
溶液不同
结论 电极材料均插入电解质溶液中
A A
实验
Zn Cu
Zn
Cu
探究
⑤
H2SO4
H2SO4 H2SO4
电流表指针
原电池 偏转
⑤组 不偏转
区别
容器不同
结论
形成闭合回路
实验 探究
A
Zn Cu
A
C Cu ⑥
H2SO4
原电池
H2SO4
⑥组
电流表指针 偏转
不偏转
区别
电极材料不同 没有自发的氧化还原反应
结论 有自发进行的氧化还原反应
二、原电池的形成条件：
1.两个电极；
一般 负极:较活泼的金属 情况 正极:较不活泼的金属、非金属（石墨）
2.有电解质溶液；
3.形成闭合回路；
4.能自发进行的氧化还原反应 原电池的本质
C ·下列装置中能组成原电池形成电流的是( )
A
置的说法，正确的是( C )
A. 将电能转换为化学能 B.电子由铜片流出 C. 锌片是负极 D. 铜片逐渐被腐蚀
你现在知道土豆电池是怎么回事了吗
小结
1、原电池的概念 2、原电池反应本质 3、原电池工作原理 3、原电池的形成条件
作业：
1.尝试用生活用品做一个简单的 原电池。 2.课本44页1题45页2、3题
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精
A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
H2SO4
H2SO4
·某原电池装置如右图所示。下列说法 正确的是( B ) A. 石墨棒为负极 B. 铁片的质量减少 C. 硫酸被氧化 D. 电子从石墨棒流向 铁片
·将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中， 电流计指针发生偏转。下列针对该装
第一课时 原电池
观察现象：
1.铜插入稀硫酸中的现象？锌插入
稀硫酸中的现象？
Zn Cu
稀H 2SO 4
2.将锌和铜用导线与电流表连接后 插入稀硫酸中观察现象。Zn A Cu
稀H2SO4
解释并得出结论： 1.锌插入稀硫酸，为什么锌片会 溶解且有气泡产生？铜为什么 没有现象？（离子方程式并标 出双线桥） 2.连接导线后，铜上有气泡产生 （的经氢验离证子是得H电2 子）产，生它的是，溶那液么中 电子从何而来呢？（装置中的 哪种材料易失电子）