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第四章 电 化 学 基 础. 第一节 原电池. 复习回顾. 将 化学能 转变为 电能 的装置. 1. 原电池 :. 2. 反应本质:. 氧化还原反应. 3. 原理 :. 负极 (锌片) Zn - 2e - = Zn 2 + ( 氧化反应 ). 正极 (铜片) 2H + + 2e - = H 2 ↑ ( 还原反应 ). 总反应式: Zn + 2H + = Zn 2 + + H 2 ↑. 4. 构成原电池的条件. ⑴ 活动性不同的金属(或非金属导体如碳棒)做电极。. 负极 : 较活泼的金属 正极 : 较不活泼的金属或非金属导体.
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第四章 电 化 学 基 础 第一节 原电池
复习回顾 将化学能转变为电能的装置 1.原电池: 2.反应本质: 氧化还原反应 3.原理 : 负极(锌片)Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极(铜片)2H++2e-=H2↑(还原反应) 总反应式: Zn + 2H+=Zn 2+ +H2↑
4.构成原电池的条件 ⑴ 活动性不同的金属(或非金属导体如碳棒)做电极。 负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属或非金属导体 ⑵ 电极材料均插入电解质溶液中。 ⑶ 两电极要形成闭合回路。 ⑷ 自发进行的氧化还原反应。
Fe 稀硫酸 Cu Cu Zn 5 Zn Zn Cu Zn ③ ② 稀硫酸 ① 【练习】 判断下列装置是否能构成原电池? 是原电池的指出正负极。 × × - + - + + - C Fe √ √ √ 稀硫酸 4
Al Al Mg Mg Fe Fe Cu Cu ⑦ 稀硫酸 ⑥ ⑧ ⑨ NaOH溶液 氯化铁 浓硝酸 + + - - √ √ + - + - √ √
CuSO4溶液 实验探究 根据反应:Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计一个原电池,并进行实验。 实验设计1: 锌片与硫酸铜溶液直接接触,铜在锌片表面析出,锌表面也构成了原电池,加速铜在锌表面析出,当锌片表面完全被铜覆盖后,不再构成原电池,就没有电流产生。 电流表指针发生偏转,但不稳定, 该电池效率不高,电流在较短时间 内就会衰减。 思考:如何才能得到持续 稳定的电流?
实验设计2: 指针会偏转吗? 硫酸铜 硫酸锌 硫酸铜
e- KCl Cu Cu Zn Zn ZnSO4溶液 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 CuSO4溶液 【思考交流1】 怎样能使其成为原电池? - + ZnSO4溶液中: 负极: Zn -2e - = Zn 2+ 盐桥 × CuSO4溶液中: 正极: Cu2+ + 2e - = Cu 两式相加得: 总式: Zn +Cu2+ = Zn 2+ +Cu
e- e- KCl KCl - + Cu Cu Zn Zn 盐桥 ZnSO4溶液 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 CuSO4溶液 铜锌原电池 【思考交流2】 盐桥的作用 (1)使整个装置构成通路, 代替两溶液直接接触。 (2)平衡电荷。 - + 盐桥 铜锌原电池
将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个 不同区域内进行,再以适当的方式(盐桥)连接起来, 从而获得了稳定持续的电流。
一. 原电池工作原理 当有盐桥存在时 外电路 失e,沿导线传递,有电流产生 氧化反应 还原反应 负极 铜锌原电池 正极 Zn-2e=Zn2+ Cu2++2e- =Cu 阳离子 电解质溶液 (盐桥) 阴离子 内电路 阳离子
二.原电池的主要应用 1.利用原电池原理设计新型化学电池; 2.改变化学反应速率,如实验室用粗锌与硫酸反应 制取氢气; 3.进行金属活动性强弱比较;
Ag Cu A A 银片 铜片 CuSO4 AgNO3 AgNO3 练 习 1.依据原电池的原理,按以下反应: Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag设计一个原电池 装置画出装置图,写出电极反应式和电池反应方程式 能持续稳定产生电流的原电池
2.一个电池反应的离子方程式是 Zn + Cu2+ = Zn2+ +Cu 该反应的的原电池正确组合是( ) C 3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液 的pH( ) A.不变 B先变大后变小 C逐渐变大 D.逐渐变小 C