铜-锌原电池及其原理
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
锌和铜原电池硫酸铜
锌和铜原电池硫酸铜
锌和铜原电池是一种常见的原电池类型，也称为锌-铜电池。
硫酸铜可以用作该电池中的电解质。
以下是该电池的工作原理：
1. 电极反应：
- 在锌极（负极），锌离子（Zn2+）离开电极并进入溶液中。
锌极变成锌离子：Zn → Zn2+ + 2e^-
- 在铜极（正极），铜离子（Cu2+）从溶液中移动到电极上，减少为固态铜：Cu2+ + 2e^- → Cu
2. 电解质：
- 硫酸铜（CuSO4）溶解在水中，产生铜离子和硫酸根离子：CuSO4 → Cu2+ + SO4^2-
3. 电子流动：
- 锌极生成的电子以外部电路的形式流向铜极。
在外部电路中，电子可以用来供电给各种电子设备。
这样，锌离子和铜离子在溶液中形成了离子间的动态平衡。
这种离子间的转移为氧化还原反应提供了可用的电能，使电流在电路中流动。
需要注意的是，锌-铜电池是一次性电池，即一旦反应结束，
电池便无法再次使用。
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。
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。
原电池锌铜稀硫酸铜反应现象
原电池锌铜稀硫酸铜反应现象一、锌铜电池的原理锌铜电池是一种常见的原电池，其工作原理基于金属间的电化学反应。
电池中的两种金属（锌和铜）在稀硫酸铜溶液中发生反应，产生电流。
锌金属作为负极，在溶液中被氧化成锌离子（Zn2+），同时释放出电子；铜离子（Cu2+）在溶液中被还原成铜金属，同时接受锌离子释放的电子。
这个电子传递的过程产生了电流，从而使电池工作。
二、反应过程锌铜电池的反应过程可以分为两个半反应：锌负极的氧化反应和铜正极的还原反应。
1. 锌负极的氧化反应：Zn（s）→Zn2+（aq）+ 2e-在锌的表面，金属锌（Zn）氧化为锌离子（Zn2+），同时释放出两个电子。
2. 铜正极的还原反应：Cu2+（aq）+ 2e-→ Cu（s）在铜的表面，铜离子（Cu2+）接受锌离子释放的两个电子，被还原成金属铜（Cu）。
三、实验现象进行锌铜电池实验时，我们可以观察到以下现象：1. 锌负极表面逐渐生成锌离子（Zn2+）溶解在溶液中，溶液逐渐变浑浊。
2. 铜正极表面逐渐生成铜金属，金属的颜色逐渐变深，表面出现光泽。
3. 在外部电路中，连接正负极的导线中产生电流，可以驱动电子设备工作。
4. 锌负极逐渐腐蚀，金属表面出现锈迹；铜正极表面没有明显变化。
四、实验注意事项在进行锌铜电池实验时，需要注意以下几点：1. 使用纯净的锌和铜金属作为电极，避免杂质的影响。
2. 使用稀硫酸铜溶液作为电解质，浓度过高会影响电池的工作效果。
3. 实验中应注意安全，避免溶液的溅出或误触电源引起意外。
4. 实验结束后，及时处理废弃物和溶液，避免对环境造成污染。
总结：锌铜电池是一种常见的原电池，通过锌金属和铜金属在稀硫酸铜溶液中的电化学反应产生电流。
实验中可以观察到锌负极腐蚀、铜正极生成金属以及电流的产生等现象。
锌铜电池的应用广泛，可以用于驱动小型电子设备和实验室中的电化学实验。
通过深入了解锌铜电池的原理和反应现象，我们可以更好地理解电化学原理和电池的工作机制。
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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Fe-Cu-HNO3（浓）是Cu作负极
② 电解质溶液
酒精、蔗糖等大部分有机物不行
③ 形成闭合回路
④ 能自发地发生氧化还原反应
归纳小结：
负 失去电子的一极 极 (电流流入的一极)
氧化 活性 阴离子移
反应 强
向的一极
正 得到电子的一极
还原
极 （电流流出的一极） 反应
活性 弱
阳离子移 向的一极
实验2-4 将铜片和锌片用导线连接插
Mg
Cu
电流计指针偏转。
指针偏转，说明电路中有电流通稀过H2S，O4
说明发生了电子定向移动。
原电池
定义： 将化学能直接转变成电能的装置， 称为原电池
原电池电极反应：
Mg Cu
稀H2SO4
电极材料 Mg条 Cu片
电极总离子反应
原电池正负极
负极 正极
电极反应式
发生的反应
Mg-2e-=Mg2+ 氧化反应
Zn
Cu
负极( Zn): Zn－2e - = Zn2+ . 正极( Cu): Cu2+ +2e - = Cu .
总反应式: Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu.
CuSO4 (aq)
看一看：电池的发展史
想一想：生活中处处是化学，我们能不 能用生活中的蔬菜、水果来设计一个原 电池？
2H++2e-=H2↑ 还原反应
Mg+2H+=Mg2++H2↑（两个电极反应之和）
原电池工作原理：
外电路： 负极e→- 正极 正极Ⅰ→负极
内电路： 阳离子→正极
阴离子→负极
e-→ e-
↓
e↑ -
_
⊕
这样整个电路构成了闭合回路，带电粒 子的定向移动产生电流
原电池 回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪
入稀硫酸溶液中，分析现象并解释原因。
G
现象：
Zn
Cu Zn片逐渐溶解；
Cu片上有气泡（H2）；电 流计指针偏转。
稀H2SO4
？ 解释：
课堂练习：1.利用锌片，铜片，铁片，盐酸，硫酸铜溶
液，导线若干设计原电池。请在图上标出电子的流动方 向和电流方向,并判断正负极，写出电极反应式和总反应 式.
e- I
Cu Mg条逐渐溶解；
Cu片上有气泡产生。
稀H2SO4
实验探究 将铜片和镁条用导线连接插
入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。
G
现象：
Mg
Cu 镁条逐渐溶解；
Cu片上有气泡（H2）；电 流计指针偏转。
稀H2SO4
？ 解释：
【实验现象剖析】
M整g片个逐装转渐置溶化能解的量；？是怎样
Cu片上有气泡（H2）；
铜锌原电池及其原理
实验探究 将铜片和镁条分别插入稀硫
酸溶液中，观察现象并解释原因。
Mg
稀H2SO4
现象：
CuMg上有气泡来自（H2）， Mg逐溶解； Cu片无明显现象。
解释：
Mg + 2H+ == Mg2+ + H2↑
实验探究 将铜片和镁条接触在一起插
入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原 因。
现象：
Mg
几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些？
Mg Cu
稀H2SO4
原电池 两极一液一连线一反应
原电池的形成条件：
① 两种活泼性不同的金属（或其中一种为能导电的非金 属，如“碳棒”）作电极
其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属） 为正极（正极一般不参与电极反应，只起导电作用）；
特殊Al-Mg-NaOH是Al作负极