选修4第四章 电化学基础 第一节 原电池 湖南省湘乡市第四中学 龙威

1780年，意大利生物学家伽伐尼(Galvani, L.) 在做青蛙的解剖实验时发现青蛙有抽搐现象。 原电池的雏形

病 例 分 析

病 例 分 析

病 例 分 析

你能为她开一个药方吗？

形成原电池的条件 u

形成原电池的条件 有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 结论： 负极： 正极： 比较活泼的金属 相对不活泼的金属、石墨等

形成原电池的条件 结论： 电极材料均浸入电解质溶液中

形成原电池的条件 结论： 两极相连形成闭合电路

形成原电池的条件 u 结论： 一个自发进行的氧化还原反应

组成原电池的条件: 1、有两种活泼性不同的金属（或一种是 非金属导体）作电极 2、电极材料均浸入电解质溶液中 3、两极相连形成闭合电路 4、一个自发进行的氧化还原反应

解决方案 由于金与铁（钢的主要成分）是活泼性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成了原电池，产生了微小的电流，使得格林太太头痛，因此必须换掉其中的一颗假牙。

想一想、练一练 下列哪几个装置能形成原电池？ √ A √ B C D E

请写出图片中原电池的电极反应式和电池反应方程式。 稀H2SO4 负极： （锌片） Zn - 2e- = Zn2+ 氧化反应 正极： （铜片） 2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应 反应方程式： Zn+2H+=Zn2++H2↑

[探究实验一] 请根据反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计一个单液原电池，并进行实验。

CuSO4 溶液 电流表指针发生偏转，但不稳定。 两个电极上都有红色物质生成

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，锌片失去的电子一部分经导线传递到铜片表面，另一部分电子直接传递给硫酸铜溶液中的Cu2+,铜在锌片表面析出，锌片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。 CuSO4 溶液 思考：如何才能得到持续稳定的电流？

思考 在原有实验基础上进行改进，设计成一个能产生持续稳定电流的原电池。 http://jpk.whut.edu.cn/hxsupload/2005928221233853.swf

将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和硫酸铜溶液的烧杯中，中间用一盐桥连接，观察现象。 [探究实验二] 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和硫酸铜溶液的烧杯中，中间用一盐桥连接，观察现象。 盐桥中通常装有含琼 胶的KCl饱和溶液. 请写出电极反应： 负极： Zn - 2e- = Zn2+ （氧化反应） 正极： Cu2+ + 2e- = Cu （还原反应） 总电池反应方程式为： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu

导线传递电子，沟通外电路；而盐桥则传递阴阳离子，沟通内电路。 盐桥保持溶液电中性，两个烧杯中的溶液连成一个通路。 ZnSO4溶液 CuSO4溶液

此原电池的优点： 能产生持续、稳定的电流。

此原电池是由两个半电池组成的（锌和锌盐溶液构成锌半电池，铜和铜盐溶液构成铜半电池）；半电池中的反应就是半反应,即电极反应,所以半电池又叫电极（不是电极导体）。

小 结 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，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。

由于氧化还原反应的本质是电子的转移，而原电池反应的结果导致产生了电流，故原电池反应的本质就是自发的氧化还原反应； [探究实验三] 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，然后分别浸入盛有硫酸锌和稀硫酸溶液（与硫酸铜溶液的浓度相同）的烧杯中，中间用一盐桥连接，观察并比较产生电流强度的大小。 结论 由于氧化还原反应的本质是电子的转移，而原电池反应的结果导致产生了电流，故原电池反应的本质就是自发的氧化还原反应； 在相同条件下，原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。

实 验 设 计 练习一 请利用：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 的反应原理，设计一个能产生电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。

1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应。 2、根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液 Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag 化合价升高失2e- 化合价降低得2e- 负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag 电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等。 电解质溶液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3

Cu(NO3)2 C Cu AgNO3

练习二：利用此氧化还原反应来设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图 化合价降低 得2e- Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu 化合价升高 失2e- （Fe + CuSO4 = Cu + 2 FeSO4）

Fe Cu FeSO4 CuSO4

练习三：利用此氧化还原反应来设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图 化合价降低得2e- Cu + 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 化合价升高失2e- （Cu + 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）

Cu C CuCl2 FeCl3 离子方程式Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+

课堂小结 一、构成原电池的条件 二、探究“单液电池”，寻找改进方法— “双液电池” 三、电极反应式的书写 四、盐桥的作用 五、原电池反应的本质

普通干电池 手机电池 钮扣电池 笔记本电脑 专用电池 摄像机 “神六”用 太阳能电池