4.1.2双液原电池及应用111汇总

1，原电池概念。2，构成原电池的条件。3，原电池的正负极和电子流向判断。4，原电池的工作原理。知识回顾氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子判断是不是原电池。请指出正负极名称，并写出电极反应式.电池反应式。第一节原电池（第2课时）本节任务•一、原电池正负极的判定•二、原电池原理探究及分析•三、原电池的设计方法•方法一：根据电极材料的性质确定。•1.对于金属—金属电极，•活泼金属是负极，不活泼金属是正极；•2.对于金属—非金属电极，•金属是负极，非金属是正极，如干电池等；•3.对于金属—化合物电极，•金属是负极，化合物是正极。•方法二：根据电极反应的本身确定。•失电子的反应→氧化反应→负极；•得电子的反应→还原反应→正极。电极的判断•方法三：根据电子、电流、溶液中离子的流向确定。•1.根据电子的流向判断•电子流出的是负极，流入的是正极；•2.根据电流的流向判断•电流流出的是正极，流入的是极；•3.根据溶液中离子的流向判断•溶液中阳离子流向的是正极，阴离子流向的是负极；•方法四：根据电极现象确定。•不断溶解、质量减少的是负极；•电极质量增加或电极质量不变但有气体产生的是正极；？提出问题：上图是我们将锌片和铜片置于CuSO4的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究CuSO4溶液电流表指针发生偏转，但不稳定。CuSO4溶液思考：如何才能得到持续稳定的电流？分析：由于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，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。实验三实验探索实验现象：分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。•盐桥的作用：Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。此装置优点：能稳定长时间放电a.连通原电池的内电路，避免两溶液直接接触，形成闭合回路。b.平衡电荷。导线：传递电子，沟通外电路盐桥的作用：（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。得出结论由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。（2）平衡电荷。在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。请将氧化还原反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计成一个能产生稳定电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。（1）装置可采用烧杯和盐桥（2）注明原电池的正极和负极（3）注明外电路中电子的流向（4）写出两个电极上的电极反应提示与要求AgNO3CuAgCuSO4A盐桥:饱和KCl溶液三、设计原电池利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。参考答案(+)(-)GZnPtFeCl3溶液负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液G原电池的设计：小结一、原电池原理探究及分析二、原电池正负极的判定三、原电池的设计方法请将氧化还原反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置CuCuSO4AgAgNO31、依探究实验的原理，按以下反应设计一个能持续产生电流的原电池装置，画出装置图。Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag课堂练习AgNO3AgCuCu(NO3)2A说明：盐桥为含有琼胶的KNO3饱和溶液2、根据上述原理，为获得较长时间的稳定电流，如何将“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？课堂练习A稀H2SO4锌片铜片ZnSO4ZnCuH2SO4A3.判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，说明理由；若是，指出正负极名称并写出电极反应式。(A)(B)(C)(D)×√×√CuCl2FeCl3ACuC(2007年高考海南化学卷)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。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag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_______电极流向________电极。铜(或Cu)AgNO3溶液正Ag＋＋e－→AgCu-2e－→Cu2＋负(Cu)正(Ag)(1)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）6、原电池原理应用：第3课时(2)比较反应速率例2：下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和1mol/L盐酸；B.A.纯锌和1mol/L硫酸；纯锌和18mol/L硫酸；C.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（D）原电池原理应用：(3)比较金属腐蚀的快慢例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(2)(1)(3)原电池原理应用：例4：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)(4)原电池原理的综合应用例6：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发现有大量铁锈存在。1)“热敷袋”是利用放出热量。2)炭粉的主要作用是：3)加入氯化钠的主要作用是。4)木屑的作用是。铁被氧化与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化氯化钠溶于水、形成电解质溶液使用“热敷袋”时受热均匀原电池原理应用：拓展练习（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象：两极反应式为：正极；负极。该装置将转化为。（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为，总反应方程为。镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，电流表指针发生偏转；Mg－2e—=Mg2+化学能电能2H++2e-=H22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Al－3e-+2OH-=H2O+AlO-判断溶液pH值变化例5：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L升气体，则流过导线的电子为————mol,溶液的pH值变_________？（溶液体积变化忽略不计）0.2解得：y＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝3.75×10﹣4(mol/L)∴pH＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根据电极反应：正极：负极：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑得：2222.4xy0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——2e——H2↑大0.015原电池原理应用：小结：原电池1、定义2、工作原理3、形成条件4、双液原电池盐桥盐桥的作用工作原理5.设计原电池2.比较反应速率1.比较金属活动性强弱；3.比较金属腐蚀快慢（即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。）6、原电池的应用：4.解释某些化学现象反应式负极材料（失去电子的金属）确定电解质溶液在一瓣橘子上相隔0.5cm分别插一小铜片和铝片，把铜片和铝片的另一端通过导线接触耳机的两极，试试能否听到“嘎嘎”声。能够从耳机中听到“嘎嘎”声，说明了什么？用其他金属、水果、液体再试一试。研究性学习铝片铜片⑦⑥(×)(∨)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu⑧⑨(×)(∨)负极：正极：总反应：Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计一个单液原电池。(+)(-)GZnPtFeCl3溶液原电池的应用--原电池装置的设计