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1、第 四 章 電 化 學 基 礎第一節(jié)原電池 【 思 考 】 下 列 裝 置 是 否 能 形 成 原 電 池 ？（ ） （ ） （ ） （ ） 【 復 習 一 】 構(gòu) 成 原 電 池 的 條 件 ：1、 有 兩 種 活 動 性 不 同 的 金 屬 （ 或 金 屬 與 非 金 屬 ） 作 電 極 。2、 電 極 材 料 均 插 入 電 解 質(zhì) 溶 液 中 (能 發(fā) 生 氧 化 還 原 反 應 ） 。3、 兩 極 相 連 形 成 閉 合 電 路 。 兩 極 一 液 一 連 線負 極 （ 活 潑 金 屬 ） ：正 極 （ 較 不 活 潑 金 屬 做 或 非 金 屬 ） ：電 子 流 出 的 一 極 、

2、 發(fā) 生 氧 化 反 應電 子 流 入 的 一 極 、 發(fā) 生 還 原 反 應 問 題 在 左 圖 （ ） 裝 置 中 ， 可 以 觀察 到 什 么 現(xiàn) 象 ？ 現(xiàn) 象 鋅 片 上 有 氣 泡 ， 銅 片 上 無 氣 泡（ ） （ ） 問 題 在 左 圖 （ ） 裝 置 中 ， 可 以 觀察 到 什 么 現(xiàn) 象 ？ 現(xiàn) 象 鋅 片 溶 解 ， 銅 片 上 有 氣 泡 分 析 片 能 與 稀 硫 酸 直 接 反 應 放出 氫 氣 分 析 銅 片 上 ： 2 -=H2 鋅 片 上 ： -= 總 反 應 ： Cu Zn稀 硫 酸 e- H+e- H+ HHH2Zn2+ 復 習 二 原 電 池 的 工

3、 作 原 理氧 化 還 原 反 應 （ 本 質(zhì) ： 反 應 物 之 間 有 電 子 轉(zhuǎn) 移 ）負 極（ 還 原 性 ） 還 原 反 應氧 化 反 應 正 極（ 氧 化 性 ） 失 e 得 e電 子 e電 流 結(jié) 論 把 氧 化 反 應 和 還 原 反 應 分 開 在 不 同 的 區(qū)域 進 行 ， 再 以 適 當 的 方 式 連 接 起 來 ， 就 可 以 獲 得電 流 【 思 考 】 有 什 么 方 法 使 左 圖 裝置 構(gòu) 成 閉 合 回 路 ， 形 成 原 電 池呢 ？鹽 橋 CuSO4溶 液 CuSO4溶 液 G Zn Cu 鹽 橋 將 電 解 質(zhì) 溶 液 裝在 倒 置 的 U形 管 中

4、 ， 跨接 于 兩 電 解 質(zhì) 溶 液 之 間 ，代 替 兩 溶 液 的 直 接 接 觸 ，就 構(gòu) 成 了 鹽 橋 。 這 樣 使兩 個 燒 杯 中 的 溶 液 連 成一 個 通 路 。 CuSO4溶 液 CuSO4溶 液 G Zn Cu (2) 鹽 橋CuSO4溶 液 CuSO4溶 液 G Zn Cu 實 驗 一 按 下 圖 進 行 實 驗 ， 注 意 觀 察 現(xiàn) 象 實 驗 現(xiàn) 象 鋅 片 溶 解 質(zhì) 量 減 少 ； 銅 片 上 有 紅 色 物 質(zhì) 析 出 。結(jié) 論 Cu-Zn-CuSO4溶 液 構(gòu) 成 了 原 電 池 ， 稱 為 銅 鋅 原 電 池 負 極正 極 （ 鋅 片 ） ：（ 銅

5、 片 ） ： 電 流 計 指 針 偏 轉(zhuǎn) ， 并 指 示 電子 是 由 鋅 片 流 向 銅 片 ；總 電 池 反 應 式 是 ： 一 、 雙 液 原 電 池 的 工 作 原 理 實 驗 二 繼 續(xù) 觀 察 實 驗 一 裝 置 中 電 流 計 電 流 強 度 隨 時間 延 續(xù) 的 情 況 ， 以 及 鋅 片 表 面 的 變 化 。 實 驗 現(xiàn) 象 ： 指 針 偏 轉(zhuǎn) 角 度 漸 漸 減 少 ， 同 時 鋅 片 表 面 有 銅 析 出 。 如 何 設 法 阻 止 溶 液 中 的 Cu2+在 負 極 鋅 表 面 還 原 以及 能 使 該 裝 置 原 電 池 得 到 持 續(xù) 、 穩(wěn) 定 的 電 流 呢

6、 ？ 設 想 若 把 裝 置 中 左 燒 杯 中 的 CuSO 4溶 液 換 成ZnSO4溶 液 可 以 嗎 ？ 實 驗 三 教 材 P70“實 驗 4-1” 實 驗 現(xiàn) 象 ： 鹽 橋 存 在 時 電 流 計 指 針 偏 轉(zhuǎn) ， 且 指 針 偏 轉(zhuǎn) 角 度隨 時 間 的 延 續(xù) 幾 乎 保 持 不 變 ； Zn片 溶 解 ， 無 紅 色 物 質(zhì) 析 出 ， Cu片 上 有 紅 色物 質(zhì) 析 出 ； 取 出 鹽 橋 電 流 計 指 針 回 到 零 點 。 實 驗 結(jié) 論 ：ZnCuZnSO 4溶 液 CuSO4溶 液 鹽 橋 構(gòu) 成 了原 電 池 （ 雙 液 原 電 池 ） ， 能 產(chǎn) 生 持

7、 續(xù) 、 穩(wěn) 定 的 電 流 ；取 出 鹽 橋 時 沒 有 電 流 產(chǎn) 生 ， 不 能 形 成 原 電 池 閱 讀 第 三 段 ， 了 解 鹽 橋 的 作 用 Cu2+Zn Zn2+Cu1. 結(jié) 構(gòu) ： 根 據(jù) 檢 流 計 指 針 偏 轉(zhuǎn) 方 向知 電 流 方 向 ： CuZn 鹽 橋 ： 在 U型 管 中裝 滿 用 飽 和 KCl溶液 和 瓊 膠 作 成 的凍 膠 。 正 極 （ 銅 電 極 ） ：Cu2+ + 2e- Cu 負 極 （ 鋅 電 極 ） ：Zn Zn2+ + 2e- 一 、 雙 液 原 電 池 的 工 作 原 理 、 構(gòu) 造 特 點 ：由 兩 個 半 電 池 組 成 ， 每

8、個 半 電 池 中 的 電 極與 電 解 質(zhì) 溶 液 互 不 反 應 ， 電 池 反 應 的 還 原劑 與 氧 化 劑 分 別 位 于 兩 個 半 電 池 中 ， 中 間通 過 鹽 橋 連 接 形 成 閉 合 回 路 。 、 電 極 反 應 ：負 極 （ Zn） ： Zn-2e-=Zn2+（ 氧 化 反 應 ） 正 極 （ Cu） ： Cu2+2e-=Cu（ 還 原 反 應 ）電 池 反 應 ： Zn+Cu 2+=Zn2+Cu3、 電 子 、 電 流 的 流 向外 電 路 ： 電 子 由 負 極 （ Zn片 ） 流 向 正 極 （ Cu片 ） ；電 流 由 正 極 （ Cu片 ） 流 向 負

9、極 （ Zn片 ） ；內(nèi) 電 路 ： 陽 離 子 移 向 正 極 （ Cu片 ） ； 陰 離 子 移 向 負 極 （ Zn片 ） 。 、 鹽 橋 的 作 用通 過 陰 、 陽 離 子 的 定 向 移 動 ， 在 內(nèi) 電 路 形 成 電 流 回 路 而 不 中 斷 電 流 。 、 意 義 ：隨 開 隨 用 ， 并 能 長 時 間 產(chǎn) 生 持 續(xù) 、 穩(wěn) 定 的 電 流 。 小 結(jié) 利 用 反 應 Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ， 設 計 一 個 單 液原 電 池 ， 一 個 雙 液 原 電 池 （ 使 用 鹽 橋 ） ， 畫 出 原 電 池 的示 意 圖 ， 并 寫 出 電 極

10、反 應 。 參 考 答 案 (+)(-) G Zn Pt FeCl 3溶 液負 極 （ Zn） ： Zn-2e-=Zn2+（ 氧 化 反 應 ）正 極 （ Pt或 C） ： 2Fe3+2e-=2Fe2+（ 還 原 反 應 ） (+)(-) ZnCl2溶 液 FeCl3溶 液鹽 橋 G Zn C 負 極 （ Zn） ： Zn-2e-=Zn2+（ 氧 化 反 應 ）正 極 （ Pt或 C） ： 2Fe3+2e-=2Fe2+（ 還 原 反 應 ） 練習 判 斷 下 列 哪 些 裝 置 構(gòu) 成 了 原 電 池 ？ 若 不 是 ，請 說 明 理 由 ； 若 是 ， 請 指 出 正 負 極 名 稱 ， 并

11、寫 出 電 極 反 應 式 . ( ) ( )( ) 2H +2e- H 2負 極 ：總 反 應 ：正 極 ： Zn 2e- Zn2+Zn+2H + Zn2+H 2 ( )( ) 負 極 ：正 極 ：總 反 應 ：正 極 ：負 極 ：總 反 應 ： Zn 2e- Zn2+2H +2e- H 2Zn+2H + Zn2+H 2Fe 2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+ Fe2+CuFe+CuSO4 Cu+FeSO4 ( )( ) 負 極 ：正 極 ：總 反 應 ： Zn 2e- Zn2+Cu2+2e- CuZn+Cu2+ Zn2+Cu或 Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu ( )(

12、 ) 負 極 ：正 極 ：總 反 應 ： Fe 2e- Fe2+2H +2e- H 2Fe+2H + Fe2+H 2或 Fe+H 2SO4 FeSO4+H 2 2. 如 圖 所 示 ， 在 鐵 圈 和 銀 圈 的 焊 接 處 ， 用 一 根 棉 線 將 其 懸 在盛 水 的 燒 杯 中 ， 使 之 平 衡 ； 小 心 的 向 燒 杯 中 央 滴 入 CuSO4溶 液 ， 片 刻 后 可 觀 察 到 的 現(xiàn) 象 是3。 試 將 下 列 兩 個 氧 化 還 原 反 應 分 別 設 計 成 兩 個 原 電 池 Zn + 2AgNO 3=Zn(NO3)2+2Ag 2Fe3+Fe=3Fe2+ ( D )

13、 ( Zn AgNO3 C )( Fe Fe2(SO4)3 C )A. 鐵 圈 和 銀 圈 左 右 搖 擺 不 定 ；B. 保 持 平 衡 狀 態(tài) ；C. 鐵 圈 向 下 傾 斜 ；D. 銀 圈 向 下 傾 斜 ； 二 、 原 電 池 的 原 理 及 形 成 條 件 小 結(jié) 1、 原 電 池 的 定 義 ： 化 學 能 轉(zhuǎn) 變 為 電 能 的 裝 置 。 、 構(gòu) 成 原 電 池 的 條 件 ：（ 1） 有 兩 種 活 動 性 不 同 的 金 屬 （ 或 金 屬 與 非 金 屬 ） 作 電 極 。（ 2） 電 極 材 料 均 插 入 電 解 質(zhì) 溶 液 中 。（ 3） 兩 極 相 連 形 成 閉

14、 合 電 路 。兩 極 液 連 線3、 原 電 池 的 電 極 ： 材 料 種 類 ： 負 極 ： 還 原 劑 發(fā) 生 氧 化 反 應 的 一 極 ； 正 、 負 極 的 判 斷 方 法 ：電 流 計 指 針 的 偏 轉(zhuǎn) 方 向 ： 電 子 流 出 或 電 流 流 入 的 一 極 為 負 極 ，電 子 流 入 或 電 流 流 出 的 一 極 為 正 極實 驗 現(xiàn) 象 ：電 極 本 身 溶 解 的 為 負 極 ， 電 極 上 有 金 屬 或 氣 體 析 出 的 為 正 極正 極 ： 氧 化 劑 發(fā) 生 還 原 反 應 的 一 極 ；金 屬 金 屬 （ 活 潑 性 不 同 ） ；金 屬 非 金 屬

15、 ； 金 屬 金 屬 氧 化 物 等 。 1.關 于 原 電 池 的 敘 述 中 正 確 的 是 （ ）A.構(gòu) 成 原 電 池 兩 極 的 必 須 是 兩 種 不 同 金 屬B.內(nèi) 電 路 陽 離 子 移 向 的 一 極 為 正 極 ， 外 電 路 電 子 流 出 的 一 極 為 負 極C.原 電 池 工 作 中 總 是 負 極 溶 解 ， 正 極 上 有 物 質(zhì) 析 出D.原 電 池 的 正 極 是 還 原 劑 ， 總 是 溶 液 中 的 陽 離 子 在 此 被 還 原2.判 斷 下 圖 裝 置 ， 哪 些 能 形 成 原 電 池 （ ）3.發(fā) 生 原 電 池 的 反 應 通 常 是 放 熱

16、 反 應 ， 在 理 論 上 可 設 計 成 原 電 池 的 化 學反 應 是 （ ）A、 C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g) H 0 B、 NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H 0C、 4Fe(OH)2(s)+2H 2O(l)+O2(g)=4Fe(OH )3(s) H 0D、 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H 2O(l) H 0 B AEC D 4.某 原 電 池 總 反 應 式 為 ： Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+， 能 實 現(xiàn) 該反 應 的 原 電 池 是 ( )5.將 鎂 片 和 鋁 片 用 導 線 相 連 ， 分

17、別 同 時 插 入 稀 H2SO4和 NaOH溶液 中 ， 寫 出 兩 池 中 的 電 極 反 應 式 和 電 池 反 應 式 。A B C D電 極 材 料 Cu、 Zn Cu、 Ag Cu、 C Fe、 Zn電 解 質(zhì) 溶液 FeCl3 Fe2(SO4)3 Fe(NO3)2 CuSO4B MgAl稀 H2SO4原 電 池 ：負 極 （ Mg） ： Mg-2e-=Mg 2+（ 氧 化 反 應 ） 正 極 （ Al） ： 2H+2e-=H2（ 還 原 反 應 ）電 池 反 應 ： Mg+2H+=Mg2+H2 AlMgNaOH原 電 池 ：負 極 （ Al） ： 2Al-6e-+8OH-=2Al

18、O2-+4H2O（ 氧 化 反 應 ） 正 極 （ Mg） ： 6H2O+6e-=3H2+6OH-（ 還 原 反 應 ） 電 池 反 應 ： 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 與金屬活動性順序表討 論 一 組 問 題1. 如 果 將 Zn電 極 換 成 Fe電 極 ， 值 將 如 何 變 化 ？2. 欲 使 置 換 能 力 升 高 即 升 高 ， 電 極 材 料 如 何 變 換 ？ 降 低 呢 ？3. 如 果 將 H 2SO4稀 釋 ， 值 將 如 何 變 化 ？4. 如 果 將 H2SO4溶 液 換 成 同 濃 度 的 CuSO4溶 液 ， 值 將 如 何 變 化 ？5. 是 否 金 屬 越 活 潑 ， 一 定 作 負 極 ？ 越 不 活 潑 ， 一 定 作 正 極 ？