电化学基础原电池

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。

专题六电化学基础－原电池电化学原理以氧化还原反应为载体，考查原电池的工作原理、电极(正负极)的确定、电极反应式的书写、离子的迁移分析等。

借助电极反应考查氧化性、还原性的强弱及电子转移的相关计算。

【知识网络】【课堂目标】1.了解原电池的工作原理，学会写出电极反应和电池反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

【考题回顾】1.(13江苏9)Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。

该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。

该电池工作时，下列说法正确的是A.Mg电极是该电池的正极B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应C.石墨电极附近溶液的pH增大D.溶液中Cl－向正极移动2.(12江苏20改编)铝电池性能优越，Al－AgO电池可用作水下动力电源，其原理如右下图所示。

该电池反应的化学方程式为：。

3.(11江苏改编)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH加入适量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80℃，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。

反应方程式为2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8Ag2O2↓＋2KNO3＋K2SO4＋2H2O回答下列问题：银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：。

【基础梳理】活动一：形成条件、能量转化、设计简单原电池A B C D(1)以上装置能构成原电池的是。

(2)原电池的形成条件：①两个活泼性的电极，②溶液，自发的反应，③回路(3)原电池将能转化能的装置。

(4)依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，请设计原电池活动二：分析电极、反应类型，会判断电流、电子、离子移动方向【例1】关于如图所示装置的叙述中，正确的是A.铜是阳极，铜片上有气泡产生B.锌片质量逐渐减少，发生的反应：Zn＋2e－=Zn2＋C.H＋移向铜片，在铜片表面被氧化D.电子从锌片经导线流向铜片(小组交流讨论完成)(1)原电池分为极，电子(得、失)，发生反应；极，电子(得、失)，发生反应。

第四章电化学基础第一节原电池原电池及其工作原理1．概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。

2．构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。

3．工作原理(以铜—锌原电池为例)负极正极续表易错警示原电池工作原理中四个常见失分点的规避(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池，将化学能转化为电能。

(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。

(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥。

(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。

原电池正负极的判断方法说明：(1)活泼性强的金属不一定作负极，但在负极的电极上一定发生氧化反应。

(2)溶液中的离子不能通过盐桥。

(3)负极本身不一定参加反应，如燃料电池中，作为负极的材料不参加反应，只起到了导电的作用。

原电池原理的四大应用1．比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

2．加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

3．设计制作化学电源(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。

(2)正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。

(3)电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。

但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子，这样可减少离子极化作用，便于电子和离子的移动，如在Cu－Zn构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。

关于电化学基础---原电池电极的判断方法原电池是指通过发生氧化还原反应，把化学能转化为电能的装置。

构成原电池的三个要素：(1)活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体）作电极。

(2)两电极插入电解质溶液中。

(3)形成闭合回路。

（两电极外线用导线连接，可以接用电器。

）判断原电池正、负极的方法：一．根据电极材料判断在已知两极材料的原电池中，我们可以根据金属活动顺序表（K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au）,将两极金属的活动性与顺序表对照比较，较活泼的金属做原电池的负极，相对不活泼的金属做原电池的正极。

例如：Cu--Zn原电池，锌排在铜之前，故铜做原电池的正极，锌做原电池的负极。

二．根据电子流向判断在无法判断两极金属的活动性时，我们可以通过辅助措施来间接判断原电池的正、负极，可将被测原电池与一个检流计相连接。

（1）当检流计的指针正向偏转时，说明原电池的正、负极与检流计的正负极接线柱连接正确，即可判断原电池的正、负极与之对应。

（2）当检流计的指针反向偏转时，说明原电池的正、负极与检流计的正负极接线柱连接不正确，即可判断检流计的正极是原电池的负极，而检流计的负极是原电池的正极。

三．根据电极现象判断构成原电池的两极，先行被腐蚀的电极是负极，另一个电极则为正极。

在电极上发生特征反应及有颜色变化，沉淀析出等现象，可以判断原电池的正、负极。

例如：（-）Zn｜ZnSO4｜｜CuSO4｜Cu(+)电极现象：锌片和ZnSO4溶液中无明显现象但锌片的质量再减少，铜片上附着上了新的红色固体，CuSO4溶液的蓝色有所变浅，铜片的质量在增加。

结论：锌片先行被腐蚀做原电池的负极，则铜片做原电池的正极。

四．根据反应类型判断可以根据原电池电极反应判断其正、负极，发生氧化反应（失去电子）的一极是原电池的负极，发生还原反应（得到电子）的一极是原电池的正极。

例如：铜锌原电池负极（失去电子）： Zn - 2e- = Zn2+（氧化反应）正极（得到电子）： Cu2++ 2e- = Cu （还原反应）总反应式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu （氧化还原反应）五．根据电极电位判断可以根据组成原电池两个半反应的电极电位来判断正、负极，电极电位的绝对值比较大的金属做负极，另一个电极电位相对比较小的金属做正极。

第四章电化学基础第一节原电池(1)班级姓名1．下列关于原电池的叙述中，正确的是（）A.原电池中，正极就是阳极，负极就是阴极B.形成原电池时，在负极上发生氧化反应C.原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动D.电子从负极流向正极2．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.原电池是化学能转变为电能的装置C.在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D.原电池放电时，电流的方向是从负极到正极3．在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是( )A.锌片是正极，铜片上有气泡产生B.电流方向是从锌片流向铜片C.溶液中H2SO4的物质的量减少D.电解液的PH保持不变4．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu，该反应的原电池的正确组成是）A.Mg片作负极，电极反应：Mg－2e－＝Mg2+B.Al片作负极，电极反应：Al＋4OH－－3e－＝AlO2－＋2H2OC.电子从Mg电极沿导线流向Al电极D.Mg片上有气泡产生6．下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是（）A、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中B、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中C、与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子D、常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化7．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B ；当A、D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为：E2-+2e-=E，B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为（）A、A﹥B﹥E﹥D B、A﹥B﹥D﹥EC、D﹥E﹥A﹥BD、D﹥A﹥B﹥E8．原电池的正负极的判断：①由组成原电池的两极材料判断。

一般是的金属为负极，活泼性的金属或能的非金属为正极。

②根据电流方向或电子流动方向判断。

电流是由流向；电子流动方向是由极流向极。

第四章电化学基础第一节原电池（第一课时）教材分析本节教材大体上可以分为三部分。

第一部分是原电池的组成和化学原理，第二部分是化学电源，第三部分是金属的电化学腐蚀。

第一部分是围绕两个探究实验展开的。

这两个实验的原理是相同的，但在教学中的作用却不相同，[探究实验]安排在本节的开始，目的在于从有关金属知识的教学中，过渡到电化学知识的教学。

因此，该试验比较简明，仪器也比较简单，主要是为了启发思考，引起兴趣。

[探究实验]中只用两个烧杯、硫酸和几段金属丝。

为了增强直观性，该实验改为边讲边实验。

[探究实验]则不同，要通过这个实验，讲明原电池的原理，因此对仪器的要求较严格。

为使学生通过电流表指针的偏转，确实认识到有电流产生而保证实验能达到效果。

教材要求讨论组成原电池的条件，以帮助学生理解原电池原理。

教学过程中，充分利用实验，启发学生通过实验，观察、思考、探索原电池反应的化学原理。

对[探究实验]，按教材教材介绍的步骤进行，在实验过程中，随时提出一些启发性的问题，引导学生思考。

（1）把锌片和铜片同事浸入稀硫酸中，让学生观察现象并分析原因。

（2）“把上端用导线相连的锌片和铜片同时浸入稀硫酸中，现象将有什么不同？”激发学生兴趣，然后演示。

（3）在导线中间接入一个电流表，电流表的指针发生偏转，让学生观察现象并分析原因。

（4）把电流表与干电池相连，并与原电池相比较，使学生明确原电池的外电路上的电流是从铜片经过导线流向锌片，即电子从锌片流向铜片。

把实验分成这样几个步骤进行，使学生看到有气泡产生和电流的流向，并通过观察、思考，从宏观现象引导到电子流向的微观分析，由表及里逐步分析推理，有利于探索原电池的化学原理。

实验后，提出几个思考题，让学生带着思考题阅读教材；在阅读后组织学生讨论，大家共同总结出组成原电池的条件。

（1）锌片的电子为什么会流向铜片？（2）铜片上为什么有气体产生？产生的气体是什么？（3）铜片上发生了什么反应？写出铜片上发生反应的电极反应式。