原电池原理

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原电池工作原理

原电池工作原理

原电池工作原理一、引言原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于各个领域,如电子设备、交通工具、能源存储等。

了解原电池的工作原理对于理解其性能和应用具有重要意义。

本文将详细介绍原电池的工作原理,包括原电池的结构、电化学反应以及电池的工作过程。

二、原电池的结构原电池通常由两个电极和电解质组成。

其中,一个电极为阳极,另一个电极为阴极。

阳极和阴极之间通过电解质相隔,形成一个闭合的电路。

阳极和阴极之间还会有一个外部电路连接,使得电流可以在电极之间流动。

三、电化学反应原电池的工作原理基于电化学反应。

在原电池中,阳极和阴极之间发生氧化还原反应。

具体来说,阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应。

这些反应会产生电子和离子,从而产生电流。

四、电池的工作过程1. 充电过程:当原电池处于充电状态时,外部电源会提供电流,使得阴极上的物质发生还原反应,而阳极上的物质发生氧化反应。

这些反应会导致电池内部的化学能转化为电能,同时将电子和离子储存在电池中。

2. 放电过程:当原电池处于放电状态时,外部电路会形成一个闭合回路,使得电流可以从阳极流向阴极。

在这个过程中,阴极上的物质会发生还原反应,而阳极上的物质会发生氧化反应。

这些反应会导致储存在电池中的化学能转化为电能,从而产生电流供应外部设备使用。

3. 电池耗尽:随着电池的放电过程进行,电池内部的化学物质会逐渐耗尽。

当电池内部的化学物质完全消耗时,电池无法再继续供应电流,即电池耗尽。

五、原电池的类型原电池可以根据其电化学反应类型和材料组成进行分类。

常见的原电池类型包括:1. 锌-碳电池:使用锌作为阳极和碳作为阴极,电解质为氯化铵溶液。

2. 镍-镉电池:使用镍作为阳极和镉作为阴极,电解质为氢氧化钾溶液。

3. 锂离子电池:使用锂作为阳极和碳或金属氧化物作为阴极,电解质为有机溶液。

六、原电池的优缺点原电池具有以下优点:1. 简单易用:原电池结构简单,使用方便。

2. 无污染:原电池不产生有害物质,对环境无污染。

原电池工作原理

原电池工作原理

原电池工作原理一、概述原电池是一种将化学能转化为电能的装置。

它由两个或者多个不同金属的电极和电解质组成。

当电解质中存在化学反应时,电极上的电子会发生迁移,从而产生电流。

本文将详细介绍原电池的工作原理。

二、原电池的构成1. 电极:原电池由两个电极组成,分别称为阳极和阴极。

阳极是电池中电子的出口,而阴极是电子的入口。

常见的阳极材料有锌、铝等,而阴极材料则有铜、银等。

2. 电解质:电解质是连接阳极和阴极的介质,它通常是一个可导电的溶液。

电解质中存在化学反应,使得电子能够在阳极和阴极之间传输。

3. 电池壳体:电池壳体用于保护电极和电解质,并提供结构支持。

通常由金属或者塑料制成。

三、原电池的工作原理原电池的工作原理基于化学反应。

以下以锌-铜原电池为例,来说明原电池的工作过程。

1. 阳极反应:在锌-铜原电池中,锌是阳极。

当电池连接外部电路后,锌会发生氧化反应,将锌离子(Zn2+)释放到电解质中。

同时,锌原子失去两个电子,成为离子态。

锌(Zn)→ 锌离子(Zn2+)+ 2电子2. 阴极反应:在锌-铜原电池中,铜是阴极。

当电池连接外部电路后,铜离子(Cu2+)会从电解质中吸收两个电子,并在阴极上还原成铜原子。

铜离子(Cu2+)+ 2电子→ 铜(Cu)3. 电子流动:在阳极和阴极之间,电子会通过外部电路流动,从阳极流向阴极。

这个电流可以用来做功、驱动设备等。

4. 离子传输:为了维持电荷平衡,离子也会在电解质中传输。

在锌-铜原电池中,锌离子会在电解质中向阴极迁移,同时铜离子会在电解质中向阳极迁移。

5. 反应速率:原电池的工作原理还与反应速率有关。

反应速率取决于电极和电解质的性质,温度以及电池的设计等因素。

四、原电池的应用原电池广泛应用于各个领域。

以下是一些常见的应用:1. 电子设备:原电池被广泛用于电子设备,如手持游戏机、遥控器、闹钟等。

它们提供便携式的电源。

2. 汽车:原电池也被用作汽车的起动电池。

它们能够提供足够的电流来启动发动机,并为车辆的电子设备供电。

原电池工作原理

原电池工作原理

原电池工作原理一、概述原电池,也称为原电池电池,是一种能够将化学能转化为电能的装置。

它由两个电极和介质电解质构成,通过化学反应产生电子流动,从而产生电能。

本文将详细介绍原电池的工作原理及其相关知识。

二、原电池的构成1. 电极:原电池由两个电极组成,分别为正极和负极。

正极是电池中发生氧化反应的电极,通常由金属材料制成,如锌、铅等。

负极是电池中发生还原反应的电极,通常由非金属材料制成,如铜、银等。

2. 电解质:电解质是电池中起到导电作用的物质,通常是溶于水或者其他溶剂中的离子化合物,如盐酸、硫酸等。

电解质能够使正负极之间形成离子流动的通道。

三、原电池的工作原理1. 氧化反应:在原电池中,正极发生氧化反应,即正极材料失去电子。

例如,当锌作为正极时,锌会氧化成锌离子(Zn2+),同时释放出两个电子(2e-)。

Zn → Zn2+ + 2e-2. 还原反应:在原电池中,负极发生还原反应,即负极材料接受电子。

例如,当铜作为负极时,铜离子(Cu2+)会接受两个电子,还原成金属铜。

Cu2+ + 2e- → Cu3. 电子流动:在原电池中,正极释放的电子通过外部电路流向负极,形成电流。

这种电子流动是由于正负极之间的电势差所驱动的。

4. 离子流动:在原电池中,正极释放出的锌离子(Zn2+)通过电解质流向负极,而负极释放出的铜离子(Cu2+)则通过电解质流向正极。

这种离子流动是为了维持正负极之间的电荷平衡。

5. 化学反应:在原电池中,正极和负极之间的离子流动会引起化学反应,从而维持正负极之间的电势差。

这种化学反应是原电池能够持续工作的关键。

四、原电池的应用原电池具有体积小、分量轻、使用方便等优点,因此在许多领域得到广泛应用,如:1. 电子产品:原电池广泛应用于各类电子产品,如手提电话、数码相机、电子手表等,为这些设备提供电能。

2. 交通工具:原电池被用于电动汽车、电动自行车等交通工具,为它们提供动力。

3. 军事领域:原电池被用于军事设备,如导弹、雷达等,为其提供电能。

原电池工作原理

原电池工作原理

原电池工作原理一、概述原电池是一种将化学能转化为电能的装置,它由正极、负极和电解质组成。

原电池工作原理是通过化学反应将正负极之间的电子转移,从而产生电流。

本文将详细介绍原电池的工作原理。

二、正负极的化学反应1. 正极反应正极是原电池中的氧化剂,它接受电子并参预化学反应。

常见的正极材料有氧化铅、氧化锌等。

以氧化铅为例,正极反应可以表示为:PbO2 + 4H+ + 2e- → Pb2+ + 2H2O2. 负极反应负极是原电池中的还原剂,它释放电子并参预化学反应。

常见的负极材料有锌、铁等。

以锌为例,负极反应可以表示为:Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑三、电解质的作用电解质是原电池中的离子传导介质,它负责维持正负极之间的离子传输。

常见的电解质有硫酸、盐酸等。

电解质在原电池中起到以下几个作用:1. 提供离子:电解质在溶液中离解成正负离子,提供了正负离子之间的传输通道。

2. 维持电中性:正极释放的正离子和负极释放的负离子通过电解质中和,维持了电解质的电中性。

3. 维持电位平衡:电解质中的离子传输可以维持正负极之间的电位平衡,使电池正常工作。

四、电池的工作过程1. 开路状态当原电池未连接外部电路时,正负极之间没有电流流动,此时处于开路状态。

2. 闭路状态当原电池连接外部电路时,正负极之间形成为了闭合回路,电流开始流动。

具体的工作过程如下:a. 正极反应:正极接受电子,发生氧化反应,释放出正离子。

b. 负极反应:负极释放电子,发生还原反应,生成负离子。

c. 电解质传输:正负离子通过电解质传输,维持电解质中的电中性和电位平衡。

d. 外部电路:电子从负极通过外部电路流向正极,产生了电流。

e. 闭合回路:电子从正极回到负极,形成为了闭合回路,电流持续流动。

五、电池的特性与应用1. 电压:原电池的电压取决于正负极材料和电解质的选择。

不同的原电池具有不同的电压特性,常见的原电池电压为1.5V、3V、9V等。

2. 容量:原电池的容量表示其能够提供的电能量,常用单位为安时(Ah)或者毫安时(mAh)。

原电池、电解原理及其应用

原电池、电解原理及其应用

原电池工作原理
当原电池的两个电极插入电解质溶液 中时,负极上的电子通过外电路流向 正极,形成电流。
在原电池中,负极发生氧化反应,正 极发生还原反应,电子从负极流向正 极,而电流从正极流向负极。
原电池的组成
正极
发生还原反应的电极, 通常为金属氧化物或导
电聚合物。
负极
发生氧化反应的电极, 通常为金属或碳材料。
绿色生产
采用环保的生产工艺和材 料,减少电池制造过程中 的环境污染。
推动清洁能源
鼓励使用可再生能源,减 少对化石燃料的依赖,降 低碳排放。
新材料和新技术的发展
新型电极材料
研究新型的电极材料,如 纳米材料、二维材料等, 提高电极的电化学性能。
固态电解质
研发固态电解质,解决传 统液态电解质的安全问题, 提高电池的稳定性。
电解质
外电路
提供离子传输的介质, 可以是固态、液态或胶
态。
连接正负极的导电线路, 用于传输电流。
02 电解原理
电解定义
电解是指在电流的作用下,在电解液中电解质的阳离子在阴 极放电,阴离子在阳极放电,从而将电能转化为化学能的过 程。
电解是一种常用的电化学方法,广泛应用于工业生产和科学 研究中。
电解工作原理
按照电解质的种类,电解可以分为水溶液电解和 熔融盐电解。
按照电极反应的类型,电解可以分为单极电解和 多极电解。
03 原电池与电解的应用
化学电源
干电池
干电池是一种常见的化学电源,主要利用化学反应产生电流来为设备供电。常见的干电池有碱性电池和碳锌电池。
充电电池
充电电池是可以反复充电使用的电池,其内部含有电解质和离子交换剂,可以通过充电将电能转化为化学能储存起来 ,需要时再通过化学反应将化学能转化为电能。常见的充电电池有锂离子电池和镍氢电池。

原电池工作原理

原电池工作原理

原电池工作原理一、概述原电池,也称为化学电池,是一种将化学能转化为电能的装置。

它由两个电极和介质电解质组成,通过化学反应将化学能转化为电能。

本文将详细介绍原电池的工作原理。

二、原电池的组成1. 电极:原电池由两个电极组成,分别是正极和负极。

正极通常由一种金属或金属化合物制成,如铅、锌、银等。

负极通常由一种活泼的金属制成,如铜、铝等。

2. 电解质:电解质是连接正负极的介质,它可以是液态、固态或者是半固态。

电解质中通常含有可溶解的离子,如酸、碱等。

三、原电池的工作原理1. 氧化还原反应:原电池的工作原理基于氧化还原反应。

在原电池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应。

氧化反应是指正极上的金属原子失去电子,形成正离子;还原反应是指负极上的金属离子获得电子,还原为金属原子。

这两个反应共同构成了电池的工作过程。

2. 电子流动:在原电池中,正极和负极之间会产生电子流动。

具体来说,正极释放出电子,负极接受这些电子。

电子在外部电路中流动,从而产生电流。

3. 离子流动:除了电子流动外,原电池中还会发生离子流动。

在电解质中,正极处会释放出正离子,负极处会释放出负离子。

这些离子在电解质中流动,从而维持了电荷平衡。

4. 电位差产生:由于正极和负极发生了氧化还原反应,导致正极和负极之间形成了电位差。

这个电位差是原电池的电动势,也就是电池的电压。

电动势的大小取决于正极和负极的材料以及电解质的性质。

四、原电池的应用原电池广泛应用于日常生活和工业领域。

以下是一些常见的应用:1. 电子设备:原电池常用于电子设备,如手提电脑、手机、数码相机等。

这些设备通常使用锂离子电池或镍氢电池作为原电池。

2. 交通工具:电动车、电动汽车等交通工具也使用原电池作为能源。

锂离子电池和燃料电池是常见的电动车电池。

3. 家庭用品:原电池还广泛用于家庭用品,如闹钟、遥控器、手电筒等。

碱性电池和锂离子电池是常见的家用电池。

4. 工业应用:原电池在工业领域也有广泛应用,如储能系统、备用电源等。

原电池工作原理

原电池工作原理一、概述原电池是一种将化学能转化为电能的装置。

它由两个电极和一个电解质组成,通过化学反应来产生电流。

本文将详细介绍原电池的工作原理及其相关参数。

二、原电池的组成1. 电极:原电池由两个电极组成,分别是正极和负极。

正极是氧化剂,负极是还原剂。

常见的正极材料有二氧化锰、二氧化铅等,负极材料有锌、铜等。

2. 电解质:电解质是连接正负极的介质,通常是一种溶液。

它能够传递离子,并维持电极之间的电荷平衡。

常见的电解质有硫酸、盐酸等。

三、原电池的工作原理1. 氧化反应:在正极发生氧化反应,正极上的物质被氧化成离子。

例如,正极上的二氧化锰被氧化成锰离子。

2. 还原反应:在负极发生还原反应,负极上的物质被还原成金属。

例如,负极上的锌被还原成锌离子。

3. 离子传递:离子在电解质中传递,从正极到负极。

正极上的锰离子通过电解质移动到负极,负极上的锌离子则通过电解质移动到正极。

4. 电子流动:电子从负极流向正极,形成电流。

这是由于还原反应在负极释放出电子,而氧化反应在正极吸收电子。

5. 电化学反应:在正负极之间,化学反应和电子流动相互作用,从而产生电能。

四、原电池的参数1. 电动势(E):电动势是原电池的电压。

它表示电池将电荷从一个电极传递到另一个电极的能力。

电动势的单位是伏特(V)。

2. 电流(I):电流是单位时间内通过电路的电荷量。

电流的单位是安培(A)。

3. 电阻(R):电阻是电流在电路中受到阻碍的程度。

电阻的单位是欧姆(Ω)。

4. 内阻(r):内阻是原电池内部的电阻。

它影响电池的输出电流和电动势。

内阻的单位也是欧姆(Ω)。

5. 容量(C):容量是原电池存储电荷的能力。

它表示电池能够提供的电流和时间的乘积。

容量的单位是安时(Ah)。

五、原电池的应用原电池广泛应用于日常生活和工业领域,如:1. 电子产品:原电池被用作便携式电子产品的电源,如手持游戏机、遥控器等。

2. 汽车:原电池被用作汽车的启动电池,提供启动电流。

原电池工作原理

原电池工作原理一、概述原电池是一种能够将化学能直接转化为电能的装置。

它由两个电极和介质电解质组成,通过电极和电解质之间的化学反应,产生电子流动,从而产生电能。

本文将详细介绍原电池的工作原理。

二、原电池的构成原电池由两个电极和介质电解质组成。

其中,一个电极称为阳极,另一个电极称为阴极。

电解质是一种能够导电的溶液或者固体物质。

三、原电池的工作原理1. 化学反应原电池的工作原理基于电化学反应。

在原电池中,阳极和阴极之间发生一种化学反应。

这种化学反应会导致电子从阴极流向阳极,产生电流。

2. 电子流动当化学反应发生时,阴极释放出电子,这些电子通过外部电路流向阳极。

这个过程称为电子流动。

电子流动的方向是从阴极到阳极。

3. 离子挪移在化学反应中,阳极和阴极之间的电解质中的离子会挪移。

具体来说,正离子会从阴极挪移到阳极,而负离子则会从阳极挪移到阴极。

这个过程称为离子挪移。

4. 电解质的作用电解质在原电池中起到两个重要的作用。

首先,它提供了导电的介质,使得离子能够在阳极和阴极之间挪移。

其次,它参预到化学反应中,使得原电池能够持续地产生电能。

5. 电势差原电池的工作原理还涉及到电势差的产生。

电势差是指阳极和阴极之间的电压差。

这个电压差是由化学反应的能量转化而来的。

电势差越大,原电池产生的电能就越多。

四、原电池的应用原电池具有广泛的应用领域。

以下是一些常见的应用示例:1. 电子设备:原电池被广泛应用于各种电子设备,如手持电子产品、遥控器、手表等。

这些设备通常使用原电池作为电源。

2. 交通工具:原电池也被应用于交通工具,如电动汽车、电动自行车等。

原电池作为动力源,为交通工具提供电能。

3. 储能系统:原电池可以用于储能系统,用于储存太阳能和风能等可再生能源。

这些储能系统可以在需要时释放电能。

4. 医疗设备:原电池在医疗领域也有广泛的应用。

例如,心脏起搏器和人工心脏等医疗设备需要使用原电池作为能源。

5. 照明设备:一些照明设备,如手电筒和应急灯,也使用原电池作为电源。

原电池工作原理

原电池工作原理电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于各种电子设备和工业领域。

它由正极、负极和电解质组成,通过化学反应在两极之间产生电荷流动,从而产生电能。

本文将详细介绍原电池的工作原理。

1. 电池的基本结构原电池通常由正极、负极和电解质组成。

正极是电池中的氧化剂,负极是电池中的还原剂,而电解质则是连接正负极并允许离子传输的介质。

正负极之间通过电解质形成一个闭合的电路。

2. 化学反应原电池的工作原理依赖于正极和负极之间的化学反应。

在正极和负极之间,发生一系列的氧化还原反应。

正极接受电子,负极释放电子,形成电子流。

同时,正负极之间的离子通过电解质传输,维持电荷平衡。

3. 电荷流动当正极和负极连接起来时,电子从负极流向正极,形成电流。

这个电流可以用来做功,驱动电子设备工作。

同时,离子也在电解质中传输,维持电荷平衡,使得反应可以持续进行。

4. 电池的电势差电池的电势差是指正极和负极之间的电位差。

它是由化学反应产生的电子流动引起的。

电势差决定了电池的电压,是电池的重要参数之一。

不同类型的电池具有不同的电势差。

5. 电池的容量电池的容量是指电池能够存储的电能量。

它通常以安时(Ah)为单位。

容量越大,电池存储的电能越多,使用时间也越长。

电池的容量与其化学反应的特性和结构有关。

6. 电池的充放电过程电池可以通过充电来恢复其化学反应的原始状态。

在充电过程中,电流从外部电源流向电池,将正极还原为其原始状态,负极氧化为其原始状态。

而在放电过程中,电池释放电能,正极氧化,负极还原。

7. 电池的寿命和循环次数电池的寿命取决于其循环次数和使用条件。

循环次数是指电池充放电的循环次数。

一般来说,电池的寿命与循环次数成反比,即循环次数越多,寿命越短。

使用条件,如温度、湿度等也会影响电池的寿命。

8. 常见的原电池类型常见的原电池类型包括碱性电池、锌碳电池、镍镉电池、锂离子电池等。

它们在结构、化学反应和性能方面有所不同,适用于不同的应用领域。

原电池的原理和应用前景

原电池的原理和应用前景1. 原电池的原理原电池是指以化学反应产生电能的装置。

以下是原电池的工作原理:•化学反应:原电池内部的化学反应是通过将两种不同的材料(通常是金属和液体)置于导电材料中来实现的。

这两种材料被称为电极,一个为正极,另一个为负极,它们之间的反应导致电子在电路中流动,从而产生电能。

•电解质:电解质是一种能够帮助传导电子的物质。

在原电池中,电解质负责将正极和负极之间的电荷传递。

常见的电解质包括酸或碱性溶液。

•电子流动:在原电池中,当化学反应发生时,正极会释放出电子,而负极则吸收这些电子。

这种电子流动会导致一个电流在电路中流动,从而产生电能。

2. 原电池的应用前景原电池在现代科技中有着广泛的应用前景。

以下是一些常见的应用领域:1.便携设备:原电池因其小巧便携的特点,被广泛应用于手机、笔记本电脑、手表和无线耳机等便携式设备中。

原电池的高能量密度和稳定性使其成为这些设备的理想能源来源。

2.电动车辆:随着对节能环保的需求不断增加,原电池在电动车辆领域的应用也变得越来越重要。

原电池的高能量密度和长寿命使其成为电动汽车的主要能源选择之一。

3.储能系统:原电池还可以用于储能系统,例如家庭太阳能发电系统等。

原电池能够储存太阳能等可再生能源产生的电能,并在需要时释放出来,满足家庭或工业用电需求。

4.航天航空领域:原电池在航天航空领域的应用也非常广泛。

原电池被用作无人机、宇宙飞船和卫星等航空器的能源来源。

由于原电池轻便且能量密度高,可以满足航空器对高能量输出的需求。

5.军事应用:基于其高能量密度和稳定性,原电池在军事领域也得到了广泛的应用。

它被用于军事装备、通信设备和导弹等军事系统的能源供应。

综上所述,原电池作为一种能源转换装置,具有独特的工作原理和广泛的应用前景。

在未来的发展中,原电池的能量密度、寿命和可再生性等性能还有很大的提升空间,有望成为更加可靠和高效的能源解决方案。

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Cu 第二单元 化学能与电能的转化
原电池的工作原理
【知识与技能目标】
了解原电池的工作原理,能写出其电极反应和电池反应方程式。

【过程与方法目标】
通过进行化学能转化为电能的探究活动,体验原电池的工作原理,熟练书写电极反应和电池反应方程式。

【情感态度与价值观目标】
通过化学能与电能相互转化关系的学习,使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献,体会能量守恒的意义。

学会利用能源与创造新能源的思路和方法,提高环保意识和节能意识。

【教学重点】
了解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式。

【教学难点】
原电池的工作原理,从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

【教学过程】
【引入】
电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。

例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。

那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。

【板书】原电池的工作原理
一、原电池实验探究
讲:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家——伏打留给我们的历史闪光点!
【实验探究】(铜锌原电池)
【问题探究】
1. 锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?
2. 锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?
3. 锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?
4. 锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?
5. 电子流动的方向如何?
讲:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖——原电池。

【板书】
(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。

问:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?
学生:Zn+2H+=Zn2++H2↑
讲:为什么会产生电流呢?
答:其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。

显然从理论上讲,一个能自发进行的氧化还原反应,若能设法使氧化与还原分开进行,让电子的不规则转移变成定向移动,便能形成电流。

所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。

(2)实质:将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。

即将化学能转化成电能的形式释放。

问:那么这个过程是怎样实现的呢?我们来看原电池原理的工作原理。

(3)原理:(负氧正还)
问:在锌铜原电池中哪种物质失电子?哪种物质得到电子?
学生:活泼金属锌失电子,氢离子得到电子
问:导线上有电流产生,即有电子的定向移动,那么电子从锌流向铜,还是铜流向锌?
学生:锌流向铜
讲:当铜上有电子富集时,又是谁得到了电子?
学生:溶液中的氢离子
讲:整个放电过程是:锌上的电子通过导线流向用电器,从铜流回原电池,形成电流,同时氢离子在正极上得到电子放出氢气,这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。

讲:我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反,所以电流的方向是从铜到锌,在电学上我们知道电流是从正极流向负极的,所以,锌铜原电池中,正负极分别是什么?
学生:负极(Zn)正极(Cu)
实验:我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确!
讲:我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。

一般先写负极,所以可表示为:
负极(Zn):Zn-2e=Zn2+(氧化)
正极(Cu):2H++2e=H2↑(还原)
讲:其中负极上发生的是氧化反应,正极上发生的是还原反应,即负氧正还。

注意:电极方程式要①注明正负极和电极材料②满足所有守衡
总反应是:Zn+2H+=Zn2++H2↑
讲:原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。

转折:可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液,及导线。

那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢?
学生:当然能,生活中有形形色色的电池。

过渡:也就是构成原电池要具备怎样的条件?
二、原电池的构成条件
1. 活泼性不同的两电极
2. 电解质溶液
3. 形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液
4. 自发的氧化还原反应(本质条件)
思考:锌铜原电池的正负极可换成哪些物质?保证锌铜原电池原理不变,正负极可换成哪些物质?(C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等)
问:锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗?
判断是否构成原电池,是的写出原电池原理。

(1)镁铝/硫酸;铝碳/氢氧化钠;锌碳/硝酸银;铁铜在硫酸中短路;锌铜/水;锌铁/乙醇;硅碳/氢氧化钠
(2)[锌铜/硫酸(无导线);碳碳/氢氧化钠] 若一个碳棒产生气体11.2升,另一个产生气体5.6升,判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克?设原硫酸的浓度是1mol/L,体积为3L,求此时氢离子浓度。

(3)银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中,滴入硫酸铜,问是否平衡?(银圈下沉)(4)Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4盐桥(充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂)
(5)铁和铜一起用导线相连插入浓硝酸中
镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠中
思考:如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢?
请将氧化还原反应Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+设计成电池:
此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。

其中,用到了盐桥
什么是盐桥?
盐桥中装有饱和的KCl 溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出。

盐桥的作用是什么?
可使由它连接的两溶液保持电中性,否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn 2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu 2+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子,沟通外电路。

而盐桥的作用则是沟通内电路。

三、原电池的工作原理:
正极反应:得到电子 (还原反应)
负极反应:失去电子 (氧化反应)
总反应:正极反应+负极反应
想一想:如何书写复杂反应的电极反应式?
较繁电极反应式=总反应式—简单电极反应式
硫酸铜 硫酸铜
例:熔融盐燃料电池具有高的放电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,已制得在6500C 下工作的燃料电池,试完成有关的电极反应式:
负极反应式为:2CO+2CO32--4e-=4CO2
正极反应式为:2CO2+O2+4e-=2CO32-
电池总反应式:2CO+O2=2CO2
四、原电池中的几个判断
1.正极负极的判断:
正极:活泼的一极负极:不活泼的一极
思考:这方法一定正确吗?
2.电流方向与电子流向的判断
电流方向:正→负电子流向:负→正
电解质溶液中离子运动方向的判断
阳离子:向正极区移动阴离子:向负极区移动
板书设计
一、原电池实验探究
(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。

(2)实质:将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。

即将化学能转化成电能的形式释放。

(3)原理:(负氧正还)
二、原电池的构成条件
1. 活泼性不同的两电极
2. 电解质溶液
3. 形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液
4. 自发的氧化还原反应(本质条件)
三、原电池的工作原理:
正极反应:得到电子(还原反应)
负极反应:失去电子(氧化反应)
总反应:正极反应+负极反应
四、原电池中的几个判断
1.正极负极的判断:
2.电流方向与电子流向的判断
课堂练习:
1. 下列哪些装置能构成原电池?
2. 某原电池的总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe == 3Fe2+,不能实现该反应的原电池组成是
()
A. 正极为铜,负极为铁,电解质溶液为FeCl3溶液
B. 正极为碳,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C. 正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D. 正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4溶液
3、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH,反应保持在高温下,使H2O蒸发,正确叙述正确的是:()
A.H2为正极,O2为负极
B.电极反应(正极):O2+2H2O+4e- =4OH-
C.电极反应(负极):2H2+4OH-=4H2O-4e-
D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应
4. 下列关于原电池的叙述正确的是()
A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属
B. 原电池是将化学能转变为电能的装置
C. 原电池中电子流出的一极是负极,该极被还原
D. 原电池放电时,电流的方向是从负极到正极
课堂练习答案
1. CD
2. BD
3. BD
4. B。

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