铁和铜做原电池的原理

铜锌原电池的工作原理
铜锌原电池是一种常见的原电池，其工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能。

铜锌原电池由两个不同金属的电极和介质饱和的电解质组成。

其中，铜被用作正极，锌被用作负极。

两个金属电极通过电解质相连，形成一个闭合回路。

当铜锌原电池处于关闭状态时，化学反应开始。

锌金属逐渐离子化，并且释放出电子。

这些电子被锌金属的负极吸收。

同时，铜离子在电解质中得到还原，在正极铜电极上形成铜金属。

这个过程是一个氧化还原反应。

由于电子通过外部电路从锌电极流向铜电极，产生了电流。

这样，铜锌原电池就能够为外部电路提供电能。

随着时间的推移，锌逐渐被耗尽，铜离子也被转化为铜金属。

当反应物质消耗完毕，铜锌原电池将无法继续产生电能，需要更换新的电池。

总之，铜锌原电池通过化学反应将化学能转化为电能，实现了电能的产生。

原电池的发明说起原电池的发明，有一段有趣的故事。

1786年，著名的意大利医师、生物学家伽伐尼，偶然发现挂在窗前铁栅栏的铜钩上的青蛙腿肌肉，每当碰到铁栅栏就猛烈地收缩一次。

这偶然的现象并没有被伽伐尼放过，经不懈的探索和思考，第一个提出了“动物电”的见解。

他认为：青蛙神经和肌肉是两种不同的组织，带有相反电荷，所以两者存在着电位差，一旦用导电材料将两者接通，就有电流通过，铁栅栏和铜钩在此接通了电路，于是有电流产生，由于有动物电流的刺激，蛙腿肌肉发生收缩。

“动物电”的发现引起了意大利物理学家伏打的极大兴趣，他在多次重复伽伐尼的“动物电”实验时，发现实验成败的关键在于其中的两种金属--铁和铜，若把钩着蛙腿的铜钩换成铁钩，肌肉就不会收缩。

他认为"动物电"的实质是金属属性不同造成的，不同金属带有不同的电量，它们之间必然存在电位差，若有导线在中间连接，就会产生电流，蛙腿的收缩正是这种原因产生的电流刺激的结果。

伏打经过反复实验，深入钻研，1799年第一个人造电源--伏打电池(伏打曾叫它伽伐尼电池)问世。

原即原始的意思, 即最早的电池电池的历史电池历史引言电池的发明已经有二百多年的历史了，电池与我们的生活可以说是密不可分。

但是你知道电池的发展史吗？你知道电池的工作原理吗？你知道金属的腐蚀与电池有关吗？你知道废电池的危害吗？你知道……？欢迎畅游电池世界，来探索有关电池的奥秘吧！您今天所知道的电池其实是几千年来前人的智慧和研究的结晶！在古代，人类有可能已经不断地在研究和测试“电”这种东西了。

一个被认为有数千年历史的粘土瓶在1932年于伊拉克的巴格达附近被发现。

它有一根插在铜制圆筒里的铁条－可能是用来储存静电用的，然而瓶子的秘密可能永远无法被揭晓。

古希腊不管制造这个粘土瓶的祖先是否知道有关静电的事情，但可以确定的是古希腊人绝对知道。

他们晓得如果磨擦一块琥珀，它就能吸引轻的物体。

而亚里斯多德也知道有磁石这种东西，它是一种具有強大磁力能吸引铁和金属的矿石。

原电池的工作原理01目标任务课程标准学习目标1．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。

2．能正确判断原电池的电极并书写电极反应式。

3．认识化学能转化成电能的实际意义及其重要应用。

1．能从宏观与微观相结合的角度认识原电池的构成条件及工作原理。

2．能利用原电池的理论模型，建立对原电池装置的系统分析的思维模板，并能解决相关实际问题。

02预习导学自主梳理一、原电池工作原理1．概念：将转化为的装置，称为原电池，其反应实质是自发的氧化还原反应。

2．锌铜原电池工作原理装置与现象锌片，铜片上有，电流表指针发生电极名称Zn电极—负极Cu电极—正极得失电子失电子得电子电子流向反应类型反应反应电极反应式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu3.盐桥(1)成分：含有琼胶的KCl饱和溶液。

(2)离子移动方向：Cl－移向极区，K＋移向极区。

4．原电池的构成条件二、原电池的设计1．原电池的组成：原电池是由两个组成，如锌铜原电池是锌半电池和铜半电池通过连接。

2．原电池设计关键(1)外电路负极(的物质)――→e －导线正极(较稳定的金属或能导电的非金属)。

(2)内电路将两极浸入溶液中，使阴、阳离子做。

阴离子移向极，阳离子移向极。

【答案】一、1．化学能电能2．逐渐溶解红色物质析出偏转流出流入氧化还原3.(2)负正4．负电解质闭合氧化还原二、1．半电池盐桥2．(1)还原性较强(2)电解质定向移动负正预习检测1．在如图所示的水果(柠檬)电池中，测得Y 的电势更高，若X 为铁，则Y 不可能是A ．锌B ．石墨C ．银D ．铜【答案】A【解析】测得Y 的电势更高，Y 电极为正极，因此Y 的金属活动性弱于铁，故Y 不可能为锌，故选A 。

2．某同学设计的原电池装置如图，下列说法错误的是A ．电池总反应为322Cu 2FeCl =CuCl 2FeCl ++B ．Cu 极为负极C ．3Fe +移向Cu 极D ．电流从C 极流向Cu 极【答案】C【解析】A ．该反应的总反应方程式为Cu ＋2FeCl 3CuCl 2＋2FeCl 2，A 正确；B ．该电池中Cu 失电子，做负极，B 正确；C ．原电池中，阳离子应该移向正极，Cu 为负极，C 错误；D ．电流由正极流向负极，该原电池中Cu 为负极，C 为正极，D 正确；故选C 。

实验探究——锌铜原电池一、原电池的基本概念1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。

2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。

3．电极：(1)负极：________电子，发生________反应；(2)正极：________电子，发生________反应。

4．构成原电池的条件： (1)自发进行的氧化还原反应； (2)两个活动性不同的电极； (3)电解质溶液(或熔融电解质)；第24讲 原电池的工作原理知识导航知识精讲实验装置实验操作 实验现象 实验结论将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中 锌片上有气泡冒出，铜片上无现象 装置中有电流产生，化学能转化为电能 用导线连接锌片和铜片 铜片上有气泡冒出 用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表电流表指针发生偏转(4)形成闭合回路。

【答案】失去氧化得到还原二、锌铜原电池的工作原理工作原理(反应方程式)负极(Zn)正极(Cu)总反应离子方程式：。

电子移动方向由极经导线流向极(电流方向相反)。

离子移动方向阳离子向极移动，阴离子向极移动。

【答案】Zn - 2e- === Zn2+2H+ + 2e- === H2↑ Zn + 2H+ === Zn2+ + H2↑ 负正正负三、盐桥的作用(1)形成闭合回路；(2)平衡电荷，使溶液呈电中性；(3)避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。

四、原电池的应用1．比较金属活动性两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。

2．加快氧化还原反应的速率一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。

3．设计原电池理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。

利用原电池原理设计和制造原电池，可以将化学能直接转化为电能。

题型一：原电池的工作原理对点训练【变1-1】(2021·大安市第一中学校高二开学考试)原电池构成是有条件的，关于如图所示装置的叙述，错误的是A．Cu是负极，其质量逐渐减小B．H+向铁电极移动C．Cu片上有红棕色气体产生D．Fe电极上发生还原反应【答案】C【分析】由于铁在常温下遇到浓硝酸发生钝化，故铁和铜插入到浓硝酸中，反应为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故铜做负极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，铁作正极，电极反应为：NO+4H++2e-=2NO2↑+2H2O，据此分析解题。

新编高中化学实验报告厦门六中化学教研组实验九原电池和电解池【实验目的】1、理解原电池原理2、认识金属电化学腐蚀的原因3、稳固、加深对电解原理的理解【实验原理】原电池是化学能转化成电能的装置。

两块相连的活动性不同的金属与电解质溶液可组成原电池，如铁、铜与稀硫酸就可形成原电池。

对于是否有电流通过我们可以用电流表检测。

双液电池与普通的单液原电池相比，效率更好，可以更加充分的讲化学能转化为电能。

电解池是电能转化成化学能的装置，在外接电源的作用下，可以发生一些不能自发进行的氧化复原反响，在工业上有重要的应用。

例如氯碱工业和电镀工业。

不纯的金属与电解质溶液接触后会发生原电池反响，称为电化学腐蚀。

根据电解质溶液的酸碱性不同，电化学腐蚀可以分为吸氧与析氢腐蚀，碱性条件下主要发生吸氧腐蚀，而在弱酸性的条件下主要发生析氢腐蚀。

【实验器具】仪器：试管、带支管的大试管、烧杯、U碳棒、镊子、小刀、药匙、导线(带夹子试剂：饱和食盐水、稀硫酸、硫酸锌溶液、形管、玻璃棒、滴管、铁架台、铁钉(用稀酸洗过)、灵敏电流表、直流电源、番茄两个、自带水果。

15%硫酸铜溶液、酚酞试液、醋酸溶液、锌片、)、铜片、淀粉碘化钾试纸、氯化钾盐桥。

【实验过程与结论】一、原电池实验操作实验现象结论、解释及化学方程式1、铜锌原电池①用导线将灵敏电流表的两端分别与纯洁的锌片和铜片连接。

由该实验现象试画出对应的电路示意图：②把一块纯洁的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中观察现象。

再平行插入一块铜片观察铜片上是否有气泡。

③用导线把锌片和铜片连接起来观察铜片上有没有气泡生成。

④用导线将灵敏电流表的两端分别与溶液中的锌片和铜片连接。

观察电流表的指针是否偏转。

2、双液电池①如下列图所示，用一个充满氯化钾溶液的盐桥，将放置有锌片的硫酸锌溶液与放置有铜片的硫酸铜溶液连接起来，然后将锌片与铜片还有电流计连接起来，观察实验现象。

②取出盐桥，观察实验现象。

二、电解池实验操作实验现象实验结论〔含解释、化学方程式〕在小烧杯中装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。

铁铜与浓硝酸原电池-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铁铜和浓硝酸是两种常见的原电池，通过化学反应将储存在化学物质中的化学能量转化为电能。

铁铜电池是由铁和铜两种金属作为电极，浸泡在电解质溶液中而形成的。

而浓硝酸电池则是由浓硝酸作为电解质，与反应物发生反应产生电能。

两种电池都可以用于各种不同的应用场合。

铁铜电池的原理是基于金属活性的差异。

在铁铜电池中，铁是较为活泼的金属，容易氧化失去电子，形成铁离子。

而铜是相对较为稳定的金属，不容易氧化。

当铁和铜两个电极与电解质溶液接触时，铁离子会向电解质中释放电子，并在电解质中形成铁离子。

同时，铜电极则从电解质中接收这些电子，形成铜离子。

这个电子传递的过程就是电流的流动，从而产生了电能。

浓硝酸电池的原理则是基于化学反应的能量转化。

浓硝酸电池中，浓硝酸充当了电解质的角色，与反应物发生化学反应。

在反应的过程中，浓硝酸会发生还原反应，释放出电子，并将正电荷嵌入电解质中。

与此同时，反应物则从电解质中接收这些电子，产生电能。

这个化学反应的进行使得浓硝酸电池能够持续地产生电能。

铁铜电池和浓硝酸电池具有不同的应用场合。

铁铜电池常被用于电子器件、数码设备等低功率应用中，如手持式游戏机、遥控器等。

它们通常需要较小的电能供应，并且相对便宜和易于制造。

而浓硝酸电池则主要用于需要较高功率输出的应用中，如电动工具、汽车起动等。

浓硝酸电池具有较高的能量密度，能够提供更大的电能输出。

总体而言，铁铜电池和浓硝酸电池都是原电池的重要代表。

它们利用化学反应将化学能转化为电能，为我们的日常生活和工业应用提供了重要的电力支持。

对于不同的应用场合，我们可以选择适合的电池类型，以满足我们的电能需求。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下编写:1.2 文章结构本文将分为三个主要部分进行阐述，分别为引言、正文和结论。

在引言部分，将对铁铜电池和浓硝酸电池进行概述，介绍它们的基本原理和应用领域。

同时，还会给出本文的目的和意义，为读者提供一个整体了解的背景。

Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式随着社会的进步和科学技术的发展，电池作为一种储能设备，在各个领域得到了广泛的应用。

本文将围绕Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式展开讨论，旨在探究其原理和应用。

文章将结合相关理论知识和实验研究成果，系统地介绍Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式相关内容，以期为该领域的研究和应用提供参考和借鉴。

1. Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式的基本原理Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式是一种重要的电化学反应，通过金属铜、铁和氯化铁等物质之间的电化学反应，实现电能与化学能的转化。

具体反应式如下：Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2上述反应式中，Cu代表金属铜，FeCl3代表氯化铁。

在电池的正极，Cu与FeCl3发生氧化反应，生成CuCl2和FeCl2，释放出电子；在电池的负极，FeCl2将电子转移给CuCl2，使得CuCl2还原为Cu，FeCl2还原为FeCl3。

通过正负极的电子转移和离子传导，实现了电能的转换和存储。

2. Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式的特性及应用Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式具有以下几个显著的特性和应用价值：2.1 高电压、高能量密度Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式在反应过程中释放的电子具有较高的电压和能量密度，能够提供稳定的电源输出。

这种高电压、高能量密度的特性使得Cu-Fe-FeCl3原电池在需要高功率输出和长时间工作的场合具有广泛的应用前景，如无人机、电动汽车等领域。

2.2 良好的循环性能Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式具有较好的循环性能，反应过程稳定，循环寿命长。

这使得Cu-Fe-FeCl3原电池在需要长时间使用并具有较高安全性要求的场合（如医疗设备、航天器等）具有较大的市场需求和应用前景。

2.3 环保、低成本Cu-Fe-FeCl3原电池电极反应式使用的是铜、铁等常见金属和氯化铁等常用化学品，制备工艺简单，成本较低。

铁铜原电池电解质
在铁铜原电池中，电解质可以是硫酸铜溶液或氯化铁溶液。

当使用硫酸铜溶液作为电解质时，铁会失去电子并被氧化成亚铁离子，而铜离子在阴极上接受这些电子并被还原成铜。

当使用氯化铁溶液作为电解质时，铁会失去电子并与铁离子结合形成亚铁离子，同时氯离子在阳极上被氧化成氯气。

原电池的组成还包括电极和隔膜。

电极可以是金属或导电材料，用于传输电流并参与化学反应。

隔膜可以是一种绝缘材料，用于将阳极和阴极分开，以防止它们直接接触并发生短路。

在原电池中，电解质的作用是传输离子并参与化学反应，从而产生电流。

不同种类的原电池可能有不同的电解质选择，具体取决于所使用的化学物质和反应类型。

铁铜原电池是一种化学电池，其电解质的选择通常取决于实验目的和反应条件。

在中学化学教学中常见的一个实例是使用硫酸铜溶液作为电解质介质构建的原电池：
在这个铁-铜（Fe-Cu）原电池中：
-铁（Fe）作为负极材料。

-铜（Cu）作为正极材料。

-电解质溶液为硫酸铜（CuSO4）溶液。

工作原理如下：
1. 在负极（铁），铁发生氧化反应，生成亚铁离子并释放电子：`Fe →Fe²⁺+ 2e⁻`
2. 硫酸铜溶液中的铜离子在正极（铜）处接受这些电子，还原为单质铜：`Cu²⁺+ 2e⁻→Cu`
3. 整个电池反应为：`Fe + Cu²⁺→Fe²⁺+ Cu`
这个原电池通过上述电化学反应产生电流，体现了化学能向电能的转化过程。

在实际应用中，不同的电解质可能会导致不同的反应机制和电极选择性，从而影响电池性能和效率。