第四章第一节原电池讲课

电极材料及其性质
电极材料
原电池中的电极通常由金属或碳等材料制成，如锌、铜、锂、石墨等，不同的电极材料具有不同的电化学性质。
性质
电极材料应具有高的电化学活性和稳定性，以确保电池的高效、长寿命和安全运行。
电池隔膜及其作用
电池隔膜
原电池中的隔膜位于正负电极之间，防止它们直接接触并允许离子通过。常用的隔膜材料包括聚合物 膜、玻璃纤维膜等。
实验步骤与操作方法
• 准备实验材料：电解质溶液、正极材料、负极材料、导线 、电流表、电压表、烧杯、滴管等。
实验步骤与操作方法
2. 组装原电池
根据实验需求，选择合适的正极、负极材 料。
将正极、负极分别与导线连接，注意连接 紧密，避免接触不良。
实验步骤与操作方法
将电解质溶液滴入正极与负极之间，注意 控制滴入量。
内阻
原电池的内阻是指电池内部电阻，它 会影响电池的放电性能和效率。
循环寿命
原电池的循环寿命指的是电池在反复 充放电过程中能够保持其性能的时间 ，通常以充放电次数来衡量。
原电池的应用领域
便携式电子设备
原电池作为便携式电子设备的主要电源，如手机、笔记本电脑、 数码相机等，为这些设备提供可靠的电能。
电动汽车和混合动力汽车
电势差驱动电子转移
正极和负极之间的电势差驱动电子在导线中形成电流。电势差的大小取 决于氧化还原反应的类型和条件。
03
离子迁移
电解质中的离子在电场作Βιβλιοθήκη 下迁移，维持电荷平衡，使得整个原电池体
系保持电中性。
原电池的分类
一次电池
一次电池是不可充电的电池，其内部化学反应只能进行一次，一旦电量耗尽就需要更换。 例如，常见的干电池就是一次电池。

Cu2++2e- =Cu 内电路
2e-
电极反应总式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 原电池反应本质：化学能 氧化还原反应 电能
6、原电池的设计
（1）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反 应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。
Fe3+被还原 C. 电流计读数为零时，反应达到
化学平衡状态 D. 电流计读数为零后，在甲中溶
入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
7、原电池的表示方法：
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+)
“|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，
（2）银电极为电池的 正 极，
发生的电极反应为
；
X电极上发生的电极反应为 ；
（3）外电路中的电子是从 X 电极
流向 Ag 电极。
3.控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-
⇌ 2Fe2++I2 设计成如右图所示的原 电池。下列判断不正确的是 D
A. 反应开始时，乙中石墨电极上 发生氧化反应
B. 反应开始时，甲中石墨电极上
CuSO4 溶液
思考：如何才能得到持续稳定的电流？
实验探究
在原有实验基础上进行改进，设计成一个能 产生持续稳定电流的原电池。
导线
锌铜原电池装置示意图
装置特点：
由两个半电池组成，锌 和锌盐组成锌半电池，铜和 铜盐组成铜半电池；每个半 电池中的电极与电解质溶液 互不反应，中间通过盐桥连接 形成闭合回路。

Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
二、原电池的设计 从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原 电池，实际设计时应注意以下几点： 1．外电路 负极( 还原性 较强的物质)――e－→正极( 氧化性 较强的物质)
导线 2．内电路 将两电极浸入 电解质溶液 中，阴、阳离子作定向运动 。
3．闭合回路
1．判断正误(正确打“√”号，错误打“×”号)。
(1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。( )
(2)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。
()
(3)不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池装置可
以实现。
()
(4)碳棒不能用来作原电池的电极。
()
(5)反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能以原电池的形
[解析] 本题考查原电池原理及化学平衡，难度较大， 根据所给原电池的反应原理可知，Fe3＋在正极发生还原 反应，甲池中存在Fe3＋，故A错误；乙池为负极，失电 子的物质是I－，B错误；此反应是可逆反应，电流计的 读数为零时说明反应处于平衡状态，但c(Fe3＋)≠0，故C 正确，D项错误。
[答案] C
设计原电池有以下三个关键点： (1)电解质溶液：一般能与负极反应或者溶解在溶 液中的物质(如O2)与负极反应。 (2)电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活 泼的金属或导电的非金属作正极。 (3)若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则负 极中的电解质溶液应有与电极材料相同的阳离子。
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[例2] (2012·金华十校期末考试)控制适合的条件，
KI溶液过量，将反应2Fe3＋＋2I－
2Fe2＋＋I2设计
成如下图所示的原电池。下列判断正确的是 ( )

例：写出下列装置的电极反应式
二、设计原电池
设计思路
1. 写出电极反应式 将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原
反应两个半反应。 2. 确定电极材料
以两极反应原理为依据，确定电极材料。 如，发生氧化反应的物质为金属单质，可用该 金属直接作负极；用较不活泼的金属(或能导电的惰 性材料)作正极。 3. 确定电解质溶液 一般选用总反应式中的电解质溶液；若有盐桥 ，阳离子与电极相对应，电极不与电解质溶液反应
2. 工作原理
电极反Байду номын сангаас式的书写
(1)遵循离子方程式书写规则。 注意：生成难溶物沉积在电极上，不标“↓”。
(2)方法步骤 标变价→列物质→注得失→配守恒
负极：氧化反应，还原剂 − ne- ══ 氧化产物 正极：还原反应，氧化剂 + ne- ══ 还原产物 电池反应 = 负极反应式 + 正极反应式
注意：同时书写正负极反应式，以得失电子数 相等配平；书写单个电极反应式，化为最简整数比 。
第四章 电化学基础
第一节 原电池
一、原电池
−
+
1. 装置
盐桥：装有含琼胶的KCl饱和溶液 盐桥的作用： ① 构成闭合回路。 ② 平衡电荷。盐桥中的阴、阳离子定向迁移(溶液中的离子不能通过盐桥)，使电
解质溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。 ③ 避免电极与电解质溶液直接反应，最大程度地将化学能转化为电能。
达标练习
教材 P73 习题
课后作业
学法 P105-106
这一 样个 的人 人所 才受 有的 学教 问育 。超
过 了 自 己 的 智 力 ，
You made my day!
我们，还在路上……