原电池原理--高一.doc

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1、化学能与电能的转化1、原电池一、定义：将化学能转化为电能的装置。二、构成原电池的条件①自发的氧化还原反应；②两个电极（活性不同）；③电解质溶液；④构成闭合回路。三、工作原理（一）以锌铜电池为例1.实验步骤：按右图组装好仪器，像两只烧杯中分别加入30mL1.0moL·L-1CuSO4溶液和30mL1.0moL·L-1ZnSO4溶液，将连接导线和电流计的锌片和铜片分别插入CuSO4溶液和ZnSO4溶液中，将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液中，观察实验现象。取出盐桥，观察实验现象。2.实验现象：①左边烧杯中的锌片逐渐溶解，右边烧杯中

2、的铜片上有红色金属析出，电流计的指针发生偏转；②取出盐桥，电流计的指针不再偏转，铜片上不再有红色晶体析出，锌片也不再溶解。负极反应：Zn-2e-===Zn2+（氧化反应）正极反应：Cu2++2e-===Cu（还原反应）电池反应：Zn+Cu2+===Zn2++Cu3.注意：盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂，离子在盐桥中能自由移动。盐桥的作用：①连接电解质溶液，使原电池形成一个闭合的回路；②平衡电解质溶液中的电荷。（二）工作原理解析：原电池是如何将化学能转化为电能的？负极：还原剂-ne-===氧化产物（发生氧化反应）正极：氧

3、化剂-ne-===还原产物（发生还原反应）【例1】将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中，则（）A．正极附近c()逐渐增大B．反应过程中溶液的pH逐渐增大C．电子经外电路由Zn片流向Cu片，又从Cu片经电解质溶液流向Zn片D．锌片、铜片和硫酸形成原电池后，化学能全部转化为电能【例2】下列装置能否形成原电池？①②③④⑤⑥⑦⑧四、原电池正负极的判断（1）一般是较活泼的金属充当负极，较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。（2）根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极；（3）根据内电路中自由离子的移动

4、方向确定：阴离子移向负极，阳离子移向正极。（4）根据原电池反应式确定:负极--氧化反应正极--还原反应（5）一些特殊现象：负极--溶解，减重等正极--增重，产生气泡等五、形成原电池可以加快化学反应速率【例3】下列有关在实验室用锌和稀盐酸制H2实验的叙述正确的是（）①用粗锌（含有比锌不活泼的金属）比纯锌反应速率快②滴加少量CuSO4溶液可加快产生H2的速率③滴加少量CuSO4溶液不改变生成H2的总量④采用浓硫酸可以加快产生H2的速率⑤在反应容器中加入一定量CH3COONa晶体会影响反应速率⑥在反应容器中加入一定量CH3COON

5、a晶体会影响生成H2的总量⑦在反应容器中加入一定量Na2CO3晶体会影响生成H2的总量⑧在反应容器中加入NaCl溶液不会改变生成H2的速率⑨在反应容器中加入NaNO3固体不会改变生成H2的速率六、原电池中电极反应式的书写①第一步，写出在两极发生化合价改变的反应物和生成物（分子或离子）及得失电子数，具体地，负极：写出失电子的物质(多为金属单质)、失去的电子数及对应的氧化产物；正极：写出得电子的物质、得到的电子数及对应的还原产物。②第二步，结合题中的反应环境（酸性或碱性电解质溶液），在电极反应式的左边或右边添加一定个数的H+或O

6、Hˉ，使之满足电荷守恒。实际上只有4种添加方法：①左边加H+，右边加H2O；②左边加H2O，右边加H+；③左边加OHˉ，右边加H2O；④左边加H2O，右边加OHˉ。注意：绝不能在一边加H+，一边加OHˉ。③第三步，根据原子个数守恒，在电极反应式的左边或右边添加一定个数的H2O。④注意调整两个电极上得失电子数目相等。⑤若电极反应产生的离子与电解质溶液中的离子不能共存，则该电解质溶液中的离子也应写入电极反应式。⑥正负极反应式相加得到电池反应的总反应(总的离子方程式)，可据此判断所写电极反应式是否正确。若能写出已知电池反应的总方程

7、式(总的离子方程式)，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式。【例4】①从铜、铁及碳棒中选取合适的电极材料设计一个原电池，实现如下反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，则负极为，电极反应式为，正极应选，电极反应式为。②钮扣电池（银锌电池）的放电过程可以表示为：Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，则正极为，电极反应式为，负极为，电极反应式为。③以Mg、Al为电极材料设计一个原电池，实现反应：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，请写出电

8、极反应式并标出电极材料和名称。【例5】氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。其总反应是H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2，据此判断，下列叙述中正确的是（）A.电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大B.电池放电时，镍元素被氧化C.电池充电时，氢元素被还