課程內(nèi)容
《原電池》
原電池的工作原理
一、原電池:如:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(1)定義:將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
(2)電極反應(yīng):
①負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+(氧化反應(yīng))
電子流出的一極
②正極:Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))
電子流入的一極
(3)構(gòu)成原電池的條件:
極——有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極
液——電極材料均插入電解質(zhì)溶液中
路——兩極相連形成閉合電路
自——一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
練習(xí):判斷下列哪些裝置可以構(gòu)成原電池。
下圖所示裝置也可以通過鹽橋構(gòu)成原電池,思考它的工作原理。
鹽橋中通常裝有含瓊膠的KCl飽和溶液,是整個(gè)裝置構(gòu)成閉合體系,同時(shí)具有平衡電荷的作用。
二、原電池的正、負(fù)極的判斷方法:
(1)由組成原電池的兩極材料判斷。
一般是活潑的金屬為負(fù)極,活潑性較差的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。若一極為金屬,另一極為石墨(或化合物),金屬為負(fù)極。
(2)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷。
(3)根據(jù)原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動(dòng)方向。
(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的為氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)。
(5)電極上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
三、原電池原理的應(yīng)用
(1)制作干電池、蓄電池、高能電池等。
(2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。
例1:下列敘述中,可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是
A、甲和己用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中,乙溶解,甲上有H2氣放出;
B、在氧化-還原反應(yīng)中,甲比乙失去的電子多;
C、將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極;
D、同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子,甲比乙的氧化性強(qiáng)。
(3)比較反應(yīng)速率:利用構(gòu)成原電池可以加快化學(xué)反應(yīng)速率
例2:下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是( )
A、純鐵和1mol/L硫酸;
B、純鐵和18mol/L硫酸;
C、粗鐵和1mol/L硫酸;
D、粗鐵和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。
(4)用于金屬的保護(hù)
(5)設(shè)計(jì)化學(xué)電池
例3:根據(jù)反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2++Cu,設(shè)計(jì)兩個(gè)原電池,畫出裝置圖,寫出電極反應(yīng)式(要求其中一個(gè)含鹽橋)。
練習(xí)
1、把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí),a為負(fù)極;c、d相連時(shí),電流由d到c;a、c相連時(shí),c極上產(chǎn)生大量氣泡,b、d相連時(shí),b上有大量氣泡產(chǎn)生,則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為( )
A、a>b>c>d B、a>c>d>b
C、c>a>b>d D、b>d>c>a
2、如圖所示,在鐵圈和銀圈的焊接處,用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中,使之平衡;小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可觀察到的現(xiàn)象是( )
A、鐵圈和銀圈左右搖擺不定;
B、保持平衡狀態(tài);
C、鐵圈向下傾斜;
D、銀圈向下傾斜。