第二章 第二节 原电池

稀硫酸
表示电子 表示电子 表示Zn2+ 表示Cu2+
锌 片
用氯化钠溶液 润湿的纸条
铜 片
氯化钠溶液
稀硫酸
电流是如何产生的？ 1.为什么电子能够持续地从Zn片流向Cu片？ 2.请将Cu片换为石墨棒、Mg条，再观察现象 3.分析Zn片和Cu片上发生的反应 2.湿润的纸条是如何导电的？
盐桥的作用
1、形成闭合回路用盐桥也可以代替。 2.提供反应环境（保持电中性，提供酸性、 碱性） 3.有的提供反应物. 4平衡电池的阴阳离子（随着反应的进行,正 负级分别积累了阳离子和阴离子,这样的电池 内电路的电流和外电路的电流相互矛盾,使得 反应无法继续下去,而有盐桥的,其中的盐桥 就是起着中和原电池的离子的作用）
稀H2SO4

离子方程式 思考问题 寻找答案
Zn + 2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.H+得到的电子是Cu失去的吗？ 2.在这个过程中Cu起什么作用？ 3.你怎样才能知道导线中有电子通过？
组内交流 列出想法
Cu起传导电子的作用。 可用电流表测电流及方向。
演示探究
Zn
A
Cu 实验现象
锌表面无气泡， 铜表面有气泡， 电流表发生偏转。
谢谢聆听 欢迎指正
观看模拟原电池的工作原理
预测现象， 分析过程
Zn
Cu
硫酸铜溶液
请你结合图示和实验现象分析： 1.铜片表面为什么会产生许多小气泡？这些 气体是什么？是怎样产生的？ 2.锌片和铜片表面发生了什么反应？ 3.电流是怎样产生的？
演示探究
Zn Cu 实验现象
大量气泡从铜 片逸出，锌片 部分溶解
稀H2SO4
解释实验现象 思考问题 寻找答案 组内交流 列出想法
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移动 产生电流，故电流表的指针发生偏转 1.电子从Zn到H+经历了哪些途径？ 2.你认为这个过程能量是如何转化的？
化学能直接转化为电能
导线
电子流向
左端：提供 电子的装置
右端：接受 电子的装置
锌 片
还原剂 氧化反应
小结：
化学能转化为电能
一、原电池的定义：化学能转化为电能的装置 二、原电池的工作原理 锌片: 负极 Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应 逐渐溶解,有气泡 铜片: 正极 2H+ + 2e- = H2 ↑ 还原反应 有气泡 原电池反应：Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑ 三、原电池正、负极的判断 依据 负极 正极 反应类型氧化反应还原反应 电子流向流出电子流入电子 离子流向阴离子移向阳离子移向 电极材料活动性较强的金属活动性较弱的金属(或石墨) 四、原电池的构成条件 1.有两种活动性不同的金属(或非金属)作电极 2.电极插入电解质溶液中 3.构成闭合回路
分
开
稀硫酸
氧化剂 还原反应
指针应 该偏转
可能有气 泡产生
锌 片
铜 片 稀硫酸
想用两种不 同的金属得 到持续电流
在铜盘上用铁刀 碰触蛙腿发现蛙 腿抽搐。 伽伐尼 受 到 导线 锌片 启 示 伏打电堆
伏打
浸盐水湿布
电 流
银片
改进装置后再次尝试
指针 偏转
锌 片
用氯化钠溶液 润湿的纸条
铜 片
氯化钠溶液
学生活动：将铜片换成碳棒，根据指针偏转方 向，判断正负极。
铝 镁
铝 镁
三、原电池正、负极的判断 依据 反应类型 电子流向 离子流向
电极材料 活动性
负极 氧化反应 流出电子 阴离子移向
活动性较 强的金属
正极 还原反应 流入电子 阳离子移向
活动性较弱的 金属(或石墨)
实验:将铜片换成锌片，观察电流表是否会偏转?
思 考 题
相同条件下，纯锌粒和粗锌 粒与同浓度的稀硫酸反应的速 率一样吗？为什么？ 不一样，因为在粗锌表面会形 成很多个原电池，加快了反应 速度
原电池原理的应用
制作化学电源
小结
1、加快反应速率：
原电池原理的应用
例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般 较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。
Zn
根据你的分析，判断下列装置能否构成原电池？
装置 装置 装置
A
Cu
Fe
B
H2SO4
Cu
Fe
C
H2SO4
Cu
Cu
D
H2SO4
C
Fe
E
H2SO4
C
Fe
F
H2SO4
G
Cu
Zn 乙醇
H
C
Fe
I
NaCl
有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、 B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为 负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶 液中，电流由 C经导线流向 D；③A 、 C相连后，同 时浸入 CuSO4 溶液中， C 极质量增加；④B 、 D 相连 后，同时浸入CuSO4溶液中，Cu2+移向D极被还原。 据此，判断四种金属的活动性顺序是 A
2、比较金属活动性强弱。（负˃正）
3、设计原电池（能发生自发氧化还原反应）
（1）电极
负：活泼金属
正：活泼性较弱金属或非金属（石墨）
（2）电解质溶液：含有得电子阳离子的盐为电解质
四、原电池的构成条件
1.有两种活动性不同的金属(或非金属)作电极
实验：将稀硫酸换成酒精，观察指针是否偏转？
四、原电池的构成条件 1.有两种活动性不同的金属(或非金属)作电极 2.电极插入电解质溶液中
实验：将稀硫酸换成硫酸铜溶液，铜片换成碳棒， 观察指针是否偏转？
学生活动：写出电极方程式和原电池总反应式
(一)、原电池的定义： 化学能转化为电能的装置
（二）、原电池的工作原理
锌片: 负极 Zn - 2e- = Zn2+ 铜片: 正极 2H+ + 2e- = H2 ↑ 氧化反应 还原反应 逐渐溶解,有气泡 有气泡
原电池反应：Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
三、原电池正、负极的判断
►依据
负极 正极 ►反应类型氧化反应还原反应 ►电子流向流出电子流入电子 ►离子流向阴离子移向阳离子移向 ►电极材料活动性较强的金属活动性 较弱的金属(或石墨)
A． A> B> D> C
C． C> A> B> D
B． A> C> D> B
D． B> D> C> A
一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,
该反应的的原电池正确组合是( C )
A 正极 负极 Zn Cu B Cu Zn C C Zn D Fe Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4 CuSO4 HCl
提供电子的 装置 接受电子的 装置
分析：
铜片 H2SO4溶液
H2SO4溶液
你能预期观察到什么现象？
实验求证：
1.将铜片和锌片通过导线连接起来，同时浸入盛有 稀硫酸的烧杯中，观察现象。
[板书:非预期现象]
2.导线中间接入一个电流表，观察现象。
根据指针的偏转方向，确定正极和负极
[板书:电极名称]
模拟原电池的工作原理
2. Zn是通过什么途经将电子转移给溶液中的H+的？
微观尺度；电子不定向转移
+ H + H
++ H H
+ H H+ ++ H H
H H+ H+ +
+
H
H+ + H
++ HH
++ H H
； Zn Zn Zn Zn
++ H H
Zn
Zn
Zn
Zn
++ HH ++ HH
Zn
Zn
Zn
Zn
思考问题:
想什么方法可使Zn与H+分开，不让H+直接在Zn 表面得电子,使电子作定向移动呢？
思考问题:
1.H+得到的电子是Cu失去的吗？ 2.在这个过程中Cu起什么作用？
I
Zn
实验:将铜片换成碳棒，你预期电流表是否会偏转， 你的理由是什么？
学生活动：根据指针偏转方向，判断正负极。 然后写出电极方程式和原电池反应式 锌片: 负极 Zn - 2e- = Zn2+ 铜片: 正极 2H+ + 2e- = H2 ↑ 原电池反应：Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
锌片: 负极 Zn - 2e- = Zn2+ 碳棒: 正极 Cu2+ + 2e- = Cu 原电池反应：Zn +Cu2+ = Zn 2+ +Cu
四、原电池的构成条件 1.有两种活动性不同的金 属(或 非金属)作电极 2.电极插入电解质溶液中 3.构成闭合回路
用氯化钠溶液 润湿的纸条
你能解释锌片有气泡放出可能的原因吗？
第二节化学能与电能
学习目标 1.了解一次能源与二次能源； 2.熟悉化学能转化为电能的直接与间接途径； 3.掌握原电池的形成条件与工作原理； 4.学会原电池正负极的判断及工作原理。
2.化学能与电能的转化
► （1）电能： ► （2）火力发电的原理
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能
发电机 电能
二、原电池
I
[板书:定义 ]
Zn