原电池的工作原理__图
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电化学—原电池一、原电池的工作原理1、电流是如何产生的?先考虑Zn片。
在如是体系中,Zn有失去电子的趋势,失去电子之后自身变成Zn2+进入到溶液中。
失去的电子可能会经过导线来到Cu片,那么就需要有物质(微粒)在Cu片上得到这些电子,否则Cu片上电子累积而其所带负电荷不被中和,是不可能的。
考量Cu片这边,Cu本身属于金属单质,金属单质不存在负价,所以不可能是Cu片本身得到电子,那么只有与Cu片接触的溶液中寻找可以得到电子的微粒。
由于溶液中存在CuSO4,故Cu2+可以于Cu片表面得到电子,成为Cu单质,在Cu表面析出(因为必须接触到Cu片才能够从Cu片得到电子)。
由此电子在导线中流动,也就产生了电流。
而这个过程中发生的物质变化则是Zn→Zn2+,Cu2+→Cu。
这样的装置能够对外输出电能,被称为原电池。
所以原电池是能够将化学能转化为电能的装置。
2、几个基本定义由于这个装置能够产生电流,向外输出电能,所以可以和物理中的相关定义联系起来。
在物理学中,向外输出电能的装置是电源。
在一个完整的电路中,电流的方向是‹从电源的正极流向负极›,电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向,而事实上,在电路中移动的是电子,所以电子的流向就应该是正电荷移动方向的反方向,也就是电流方向的反方向。
电流是正极流出,负极流入,那么电子就是负极流出,正极流入。
所以对于原电池,将流出电子(即失去电子,这个说法将更常用)的一极称为负极,将流入电子(即得到电子)的一极称为正极。
电极名称负极正极电极材料Zn片Cu片电极反应Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn片沿导线流向Cu片电流方向由Cu片沿导线流向Zn片在氧化还原的原理中,失去电子化合价上升,是被氧化;得到电子化合价下降,是被还原。
结合这个特点,可以丰富对原电池正负极的认识。
负极:失去电子,化合价上升,发生氧化反应正极:得到电子,化合价下降,发生还原反应这是最重要的判断依据。
第22讲原电池的工作原理一、原电池的工作原理1.原电池的构成条件(1)定义:能把化学能转化为的装置。
(2)构成条件:2.实验探究:锌铜原电池的工作原理(含盐桥)注:盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶锌片逐渐溶解,铜片上有物质生成,电流表指针发生偏转3.原电池工作原理示意图知识梳理二、原电池的应用1.加快氧化还原反应的速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率,例如,在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液,与锌发生置换反应生成Cu,从而形成微小原电池,加快产生H2的速率。
2.比较金属活动性强弱3.设计原电池理论上,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计成。
(a)外电路负极——化合价的物质正极——活泼性的物质,一般选碳棒(b)内电路:化合价降低的物质作电解质溶液。
如:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2考点一:原电池原理【典例1】锌铜原电池装置如下图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是()A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的()2-4c SO不变C.电池工作一段时间后,甲池溶液总质量增加,乙池溶液的总质量减小典例分析D .阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡考点二:原电池正负极的判断【典例2】“碳呼吸电池”是一种新型能源装置,其工作原理如图所示。
下列有关说法错误的是( )A .通入2CO 的一极电极反应式为:22242CO 2e C O --+=B .铝为电池的负极C .每得到1mol ()2243Al C O ,负极质量减少54克D .224C O -向正极移动一、单选题1.下图所示的原电池工作时,下列说法正确的是( )A .Cu 极有O 2逸出B .Zn 是原电池的正极C .溶液的酸性逐渐变强同步训练D .外电路中电子从Zn 流向Cu2.中科院院士董绍俊开辟了电解法分离稀土的新途径,而后她所在的科研小组采用电聚合过程中的掺杂反应研制成电化学传感器,获得同行承认并列入国际上有代表性的“4个研究小组之一”。