第四章 电化学基础
第一节 原电池
【学习目标】: 1、了解原电池原理;
2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件;电极反应式的书写;
3、理解铜锌原电池的原理与结构。
【学习重点】:原电池原理
预习案
【学习过程】
一、1、原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是_____________反应。
2、如右图所示,组成的原电池:
(1)当电解质溶液为稀H2SO4时: Zn电极是____(填“正”或 “负”)极,其电极反应为_______________,该反应是______(填“氧化”或“还原”,下同)反应; Cu电极是______极,其电极反应为______________ ,该反应是 反应。
(2)当电解质溶液为CuSO4溶液时: Zn电极是____极,其电极反应
为 ,该反应是________反应;Cu电极是____极,其电极 反应为_______________,该反应为_________反应.
●盐桥:通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。
如右图所示,组成的原电池:
观察有什么现象发生?取出盐桥,又有什么现象发生?
现象:有盐桥存在时电流计指针 ,即 (有或无)电流通过电路。取出盐桥,电流计指针 ,说明 (有或无)电流通过。
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,盐桥中的Cl- 会移向ZnSO4溶液,K+ 移向CuSO4溶液,使 ZnSO4溶液和CuSO4溶液继续保持电中性。于是,锌和CuSO4的氧化还原反应继续进行,从而不断产生电流。同时能使两个烧杯中的溶液形成一个通路。
● 盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维模式,使氧化剂和还原剂在不同的区域之间通 过特定的装置实现了电子的定向转移,为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件,也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础 。
● 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.
二、形成原电池的条件
1、由两个半电池组成原电池的工作原理:
把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行,再以适当方式连接,可以获得电流。
①.在这类电池中,用 为负极,负极向外电路提供电子;
用 作为 正极,正极从外电路得到电子。
②.在原电池的内部,两极浸在电解质溶液中,并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。
练习①:锌铜原电池产生电流时, ( )
A、阳离子移向Zn 极,阴离子 移向Cu 极 B、阳离子 移向Cu 极,阴离子移向Zn 极
C、阳离子和阴离子都移向Zn极 D、阳离子和阴离子都移向Cu 极
2、探究组成原电池的条件: 判断下列哪几个装置能形成原电池?
分析:组成原电池的条件:
①
②
③
④
练习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 ( )
A B C D
正 极 Zn Cu Cu Fe
负 极 Cu Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
3、电解质溶液和电极材料的选择: