《原电池的工作原理》课件.pptx

《原电池的工作原理》;普通干电池;判断下列装置哪些属于原电池;一、组成原电池的条件;分为两个半电池进行;01;现象：;思考与交流：;4.怎样能使电解质溶液连通构成原电池？;科学视野;;现象：;现象：;;阴离子;01;离子交换膜简介;;;;;;;;;3.试分析铁、铜作电极,浓硝酸为电解质溶液构成原电池的正、负极及得失电子的情况,并写出两极的电极反应。

答案铁、铜及浓硝酸可构成原电池,由于常温下,铁在浓硝酸中发生钝化,铜会溶解,发生反应Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,反应中铜失去电子,作负极;得到电子,铁作正极。负极反应为Cu-2e-===Cu2+,正极反应为4H++2+2e-===2NO2↑+2H2O。;[深化拓展]

1.两种原电池的比较;乙装置所示原电池俗称双液原电池,锌片、铜片用导线相连后,锌片插入ZnSO4溶液中,铜片插入稀硫酸中,这样就避免了锌片与稀硫酸直接接触发生反应而造成的电能损失,锌失去的电子全部通过导线流向铜片,这种原电池供电效率高,且能提供较稳定的电流。

2.盐桥的作用

盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼胶。当盐桥存在时,使两个半电池中的溶液连成一个通路。随着反应的进行,盐桥中的Cl-向硫酸锌溶液方向移动,K+向稀硫酸方向移动,使硫酸锌溶液和稀硫酸一直保持电中性,氧化还原反应得以继续进行,从而使电子不断从锌极流向铜极,能持续、稳定地产生电流。;[素能应用]

典例1依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:

(1)电极X的材料是;电解质溶液

Y是。?

(2)银电极为电池的极,

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极流向极。?;答案(1)CuAgNO3溶液

(2)正2Ag++2e-===2AgCu-2e-===Cu2+

(3)负(Cu)正(Ag)

解析原电池中负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。由总反应方程式可知,电极X的材料是Cu,发生氧化反应,电解质溶液Y是可溶性银盐溶液,常用AgNO3溶液。电极反应式如下,负极:Cu-2e-===Cu2+,正极:2Ag++2e-===2Ag。电子由负极(Cu)流出,经外电路流向正极(Ag)???;判断原电池正、负极的方法;变式训练1锌铜原电池装置如图所示,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c()减小;答案C

解析原电池反应为Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu。Cu电极作正极,Cu2+在正极得电子,发生还原反应,A项错误;由于两个半电池中的阴离子不能透过半透膜,故c()都不变,B项错误;甲池中由于生成Zn2+,而乙池中Cu2++2e-===Cu,则乙池中的CuSO4部分转变为ZnSO4,导致乙池中溶液总质量变大,C项正确;阴离子不能透过半透膜,D项错误。;;[深化拓展]

原电池原理的应用

(1)增大氧化还原反应速率

如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率大。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池,增大了锌与稀硫酸的反应速率,使产生H2的速率增大。

(2)比较金属的活动性强弱

原电池中,负极一般为活动性较强的金属,正极一般为活动性较弱的金属或能导电的非金属。;(3)设计原电池

原电池的设计一定要满足构成原电池的几个条件。设计思路:以自发的氧化还原反应为基础,把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应,以两极反应为依据,确定电极材料及电解质溶液,最后画出装置图。

(4)寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源。;[素能应用]

典例2某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+,能实现该反应的原电池是()

A.正极为Cu,负极为C,电解质为FeCl3溶液

B.正极为C,负极为Fe,电解质为Fe(NO3)3溶液

C.正极为Fe,负极为Zn,电解质为Fe2(SO4)3溶液

D.正极为Ag,负极为Fe,电解质为CuSO4溶液;答案B

解析将总反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应,即为负极Fe-2e-===Fe2+,正极2Fe3++2e-===2Fe2+,然后根据原电池的构成条件确定正、负极材料和电解质溶液。因此,本题负极必是Fe,正极可为比Fe活动性弱的金属或非金属导体,电解质溶液为含F