原电池的工作原理

请问：Zn和稀硫酸反应是吸热反应还是放热反应？活动与探究一向盛有30ml1.0mol/LCuSO4溶液的小烧杯中,加入适量锌粉，用手摸烧杯的外壁。现象:结论:Zn+Cu2+＝Zn2++Cu化学能热能锌粉逐渐溶解，产生红色物质；溶液温度升高。请问：有没有方法将前面两个反应中的热能以电能的形式释放出来呢？原电池：将化学能转化为电能的装置。将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中，有什么现象？若导线间接一电流计有何现象产生？为什么？知识回顾：•锌片(-)：Zn–2e-=Zn2+•铜片(+)：2H++2e-=H2↑电池反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑探究请你设计实验把Zn+Cu2+=Zn2++Cu这个反应释放的能量转化成电能，并通过实验现象证明电能的产生。实验探究形成原电池的条件硫酸铜溶液锌片：Zn–2e-=Zn2+铜片：Cu2++2e-=Cue-氧化反应(负极)还原反应(正极)总式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu盐桥：在U型管中装满用琼脂封口的饱和KCl溶液。1、盐桥的作用（1）使整个装置构成通路（2）平衡电荷（保证其连接的两个半电池中的电解质溶液呈电中性）2、此电池的优点？能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。实验探究形成原电池的条件小结:一、原电池形成的条件1.由两个半电池组成（用盐桥连接）半电池:电极材料(金属或石墨)和电解质溶液2.两个半电池和外电路要形成闭合回路3.有自发的氧化还原反应发生ABCDEF下列哪些装置能构成原电池？CuZn酒精A硫酸铜ZnZnAGZnCu稀H2SO4CCu稀硫酸想一想CuZn硫酸铜溶液稀硫酸CFeA食盐水FeCA电解质溶液失e-，沿导线传递，有电流产生阳离子负极正极阳离子二、原电池工作原理：发生氧化反应发生还原反应阴离子正、负极的确定阳离子负极（–）：电子电流是不活泼金属或非金属，正极（+）：是活泼金属，本身失去电子，发生氧化反应，进电子，本身不反应，得电子发生还原反应，是溶液中的阳离子要用到金属活动性顺序表：注意：K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au…活泼性，还原性依次减弱。三、简单原电池正负极的判断方法:质量减小。质量增加或生成气体•把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为（）•A．a＞b＞c＞dB．a＞c＞d＞b•C．c＞a＞b＞dD．b＞d＞c＞aB四、原电池电极反应式的书写:1.先判断正负极：2.负极:M－ne-=Mn+3.正极:(1)在酸溶液中:2H++2e-=H2↑(析氢腐蚀)(2)在含不活泼金属阳离子的盐溶液中:例如：Cu2++2e-=Cu或Ag++e-=Ag(3)在中性或碱性溶液中(NaCl、NaOH):O2+2H2O+4e-=4OH–(吸氧腐蚀)4.检查:正负电极得失电子守恒稀硫酸CFeA写一写判断下列原电池正负极，写出电极反应式和电池反应式.负极（）________________正极（）_______________电池反应：_________________CuZn硫酸铜溶液食盐水FeCA活动与探究根据离子反应Fe+Cu2＋=Fe2＋+Cu设计一个原电池，并与同学讨论解决课本P14“活动与探究”中问题1和2。根据离子反应Cu+2Fe3＋=2Fe2＋+Cu2＋设计一个原电池。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：方法点拨：•理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。•1、将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别做原电池的负极和正极。•2、确定电极材料•如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接做负极，如为气体或溶液中的还原性离子可用惰性电极做负极；发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。•3、确定电解质溶液•一般选用反应物中的电解质溶液•4、构成闭合回路注意点：1、原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正（还原）、负（氧化）两极进行，负极上失去的电子沿导线流入正极，从而产生电流。2、正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。3、原电池反应跟直接反应差别：反应速率加快。4、利用原电池原理可制作各种化学电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池……。课堂练习：•下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）••A.②①③④B.④③①②•C.④②①③D.③②④①C高考回顾(2007年高考全国理综卷)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是()•A.正极附近的SO42－离子浓度逐渐增大•B.电子通过导线由铜片流向锌片•C.正极有O2逸出•D.铜片上有H2逸出D高考回顾：•（2008江苏高考）．镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2•有关该电池的说法正确的是（）•A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e—+OH－==NiOOH+H2O•B．充电过程是化学能转化为电能的过程•C．放电时负极附近溶液的碱性不变•D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动放电充电A•（08广东高考）用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）•①在外电路中，电流由铜电极流向银电极•②正极反应为：Ag++e-=Ag•③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作•④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同•A.①②B.②③C.②④D.③④C高考回顾：(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)