第四章 电化学基础--原电池

电流
e-
电子流出 电流流入 发生氧化反应
负极
阴离子
阳离子 电解质溶液
正极
电子流入 电流流出 发生还原反应
归纳总结2：判断原电池正负极的方法
1、根据电极的活泼性：一般情况，负极材料----更活泼， 正极材料----不活泼或非金属导电材料；
2、根据电子或电流的流向：负极----电子流出电流流入， 正极----电子流入电流流出；
第四章 电化学基础 第一节 原电池
电化学基础
原电池
化学电源
电解池
金属的电化学 腐蚀与防护
单液原电池
双液原电池
原电池原理 应用
电解原理
电解原理的 应用
一、回顾必修二铜锌原电池装置及工作原理
1、实验现象：①电流表指针发生偏转 ②铜片表面有红色固体析出 ③锌片逐渐溶解变细 ④溶液颜色逐渐变浅
2、电流表指针发生偏转说明什么？ 有电流产生
（2）加快反应速率：形成原电池可加快反应速率。 例：下列制氢气的反应速率最快的是（ D ）
A、纯锌和1mol/L 硫酸； B、纯锌和18 mol/L 硫酸 C、粗锌和 1mol/L 硫酸； D、粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液. 解析： B、浓硫酸不产生氢气； C、粗锌中锌与杂质在稀硫酸中形成原电池，加快反应速率； D、滴入硫酸铜后，锌将铜置换出来并附着在其表面，从而形成铜锌原电池， 进一步加快反应速率。
3、工作原理 ：
由两个半电池组成原电池
三、原电池的原理的应用
（1）判断金属活动性强弱：一般情况下，活泼性强的金属作 负 极，活泼性弱的金属作 正 极； 但需注意特殊电解质溶液，如铁和铜电极插入浓硝酸中，负极为 铜 ，正极为 铁 。
例：把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连，可以组成各种原电池．若a、 b相连，a为负极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c为正极；b、d相连，b为正极，则这四种金 属的活动性由强到弱的顺序为______．
解析：a、b相连时，a为负极，根据原电池的工作原理，故金属的活动性顺序a＞b； c、d相连，c为负极，所以金属的活动性顺序c＞d； a、c相连，c为正极，所以金属的活动性顺序a＞c； b、d相连时，b是正极，d是负极，所以金属的活动性顺序d＞b； 则金属活动性顺序为：a＞c＞d＞b， 故答案为：a＞c＞d＞b．
思考：怎样改进装置才能得到持续稳定的电流？
避免锌和硫酸铜溶液直接接触，故做以下改进并实验。
有电流产生， 但稳定性持续性不好
无电流产生
有持续稳定电流产生
1、盐桥：由琼脂和饱和KCl溶液制成的凝胶。
2、盐桥作用：
由两个半电池组成原电池
(1)使装置形成闭合回路； (2)离子库，维持两个电解质溶液电荷平衡。
（3）设计化学电池：
例3：请将该反应：Fe + 2 Fe3+ = 3 Fe2+ 设计为原电池，画出其装置图，并写出 电极反应式。
电极反应式：
负极： Fe - 2e— = Fe2+ 正极： Fe3+ + e— = Fe2+
3、根据电极的反应类型：负极----被氧化发生氧化反应， 正极----被还原发生还原反应；
4、根据阴阳离子移动方向：负极----阴离子移向负极， 正极----阳离子移向正极；
5、根据现象：负极----电极材料变细或逐渐溶解， 正极----电极材料上有固体析出或气泡冒出。
实验现象补充：当我们较长时间观察该装置实验现象， 可发现随着时间的推移，电流越来越小，电流计指针偏 转不稳定，锌片上也有红色物质析出。
3、该装置有怎样的能量转换关系？ 化学能转化为电能
3、根据实验现象，分析正负极材料及电极反应式
①负极 锌 ；电极反应式 Zn - 2e—= Zn2+
；发生 氧化 反应。
②正极 铜 ；电极反应式 Cu2+ + 2e—= Cu
；发生 还原 反应。
③电池总反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 。反应前后溶液质量 增加 。
4、归纳电流、电子流动方向及阴阳离子移动方向
①电子由 负极 经 外电路 流向 正极 ；电流由 正极 流向 负极 。 电解质
②阴阳离子只能在 溶液中 移动，阴离子移向 负极 个电极 ②电解质溶液 ③闭合回路 ④能自发进行的氧化还原反应
归纳总结1：原电池的工作原理外电路
思考：为什么会出现以上现象？
分析：因为该装置中，锌和硫酸铜溶液直接接触，不可 避免地使得部分锌直接和硫酸铜发生反应，使得铜在锌 片表面析出，从而直接构成了很多细小原电池，加速了 铜在锌表面析出，也导致向外输出的电流逐渐减弱，而 直接反应的这部分化学能也并没有转化为电能，而是直 接转化为了热能，从而导致能量转化效率也降低。