课时4.1 原电池-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）

3.0 cande 2025-05-13 17 4 1.22MB 16 页 3知币

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课时 4.1 原电池

【学习目标】

1、知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，通过实验会说明原电池的原理

2、会判断原电池的正极、负极，会正确书写电极反应式，熟知原电池的应用

【主干知识梳理】

一、火力发电——化学能间接转化为电能

1、我国目前电能主要来自火力发电，其次来自水力发电

2、火力发电的原理：火力发电(火电)是通过化石燃料 ( 如：煤、石油、天然气 ) 燃烧时发生的氧化还原反应，使

化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。火力发电过程中，化学

能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。其中，燃烧 ( 氧化还原反应 ) 是使化学能转换为电能的关键

3、能量转换过程：化学能(氧化还原反应)热能机械能电能

4、火力发电的优缺点

(1)优点：①我国煤炭资源丰富； ②电能清洁、安全，又快捷方便

(2)缺点：①排出大量的温室气体 CO2； ②有些废气可能导致酸雨，如：SO2；

③消耗大量的不可再生能源； ④能量转化率低； ⑤产生大量的废渣、废水

二、原电池——化学能直接转化为电能

1、实验探究

实验步骤装置图实验现象原因解释

(1)将锌片和铜片插入盛

有稀硫酸的烧杯中，

观察现象

Zn 片：锌片溶解，表面

产生无色气泡

Cu 片：无变化

反应的离子方程式： Zn ＋2H ＋

===Zn2＋＋H2↑；Cu 片表面无明显

变化的原因：铜排在金属活动性顺

序表氢的后面，不能从酸溶液中置

换出氢气

(2)用导线连接锌片和铜

片，观察、比较导线

连接前后的现象

Zn 片：锌片溶解

Cu 片：铜片表面有气

泡

锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上

产生

(3)用导线连接锌片和铜

片，并在锌片和铜片之

间串联一个电流表，观

察电流表指针是否偏转

Zn 片：锌片溶解

Cu 片：铜片表面有气

泡

电流表 A指针偏转

电流表指针偏转说明：导线中有电

流；Cu 片上有气泡说明：溶液中

的氢离子在铜片表面获得电子发生

还原反应产生氢气，从铜片上放出

2、原电池的概念：将化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应

3、原电池的工作原理

当用导线连接铜片和锌片一同进入稀硫酸时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成 Zn2+而进入溶液，

电子则有锌片经导线流向铜片，溶液中的 H+从铜片中获得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片

上析出。由于导线上有电子通过，因此产生了电流，电流表的指针会发生偏转

电极名称电极名称

电极反应类型电极反应类型

电极反应式电极反应式

原电池总反应式：

4、组成原电池的条件

(1)两个活泼性不同的电极

沿导线

【微点拨】①其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼，如：金属与金属、金属与非金属、非金属与非金属

②燃料电池中两极可同选石墨或铂

(2)电解质溶液 (溶液或者熔融)

(3)电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路

(4)有自发进行的氧化还原反应

【对点训练 1】

1、在如图所示的 8个装置中，属于原电池的是______________

2、下列装置不能构成原电池的是(　　)

A　　　　B　　　　C　　　　D

3、下列叙述正确的是(　　)

①原电池是把化学能转化成电能的一种装置

②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应

③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现

④碳棒不能用来作原电池的正极

⑤反应 Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现

A．①⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．②⑤

5、原电池中电子流向、电流的流向及离子的迁移方向

(1)外电路中电子的流向：负极——经导线——正极

(2)外电路中电流的流向：正极——经导线——负极

(3)内电路中离子的迁移：阴离子移向负极，阳离子移向正极

6、原电池中正负极的判断方法

(1)根据电极反应或总反应方程式来判断

作还原剂、失电子、化合价升高、发生氧化反应的电极是负极

作氧化剂、得电子、化合价降低、发生还原反应的电极是正极

(2)根据外电路中电子流向或电流方向来判断

电子流出或电流流入的一极负极；电子流入或电流流出的一极正极

(3)根据内电路(电解质溶液中)中离子的迁移方向来判断

阳离子向正极移动；阴离子向负极移动

(4)根据原电池的两电极材料来判断

两种金属(或金属与非金属)组成的电极，若它们都与(或都不与)电解质溶液单独能反应，则较活泼的金属作负

极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极

(5)根据电极质量的变化来判断

工作后，X极质量增加，说明溶液中的阳离子在 X极放电，X极为正极，X极活泼性弱；反之，X极质量减

少，说明 X极金属溶解，X极为负极，活动性强

(6)根据电池中的现象来判断：若某电极上有气泡冒出，则是因为析出了 H2，说明该电极为正极，活泼性弱

【对点训练 2】

1、下列哪些装置能组成原电池，若能，标明原电池的正负极_____________

2、下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是(　　)

3、如图所示装置，电流表指针发生偏转，同时 A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则 A、B、C

应是下列各组中的(　　)

A．A是Zn，B是Cu，C为稀硫酸 B．A是Cu，B是Zn，C为稀硫酸

C．A是Fe，B是Ag，C为稀 AgNO3溶液 D．A是Ag，B是Fe，C为稀 AgNO3溶液

三、原电池原理的主要应用

1、加快氧化还原反应的速率：一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率加快。如：在 Zn 和稀

硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则 Zn 置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快 Zn 与稀硫酸反

应的速率

【对点训练 3】

1、将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(　　)

A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C．两烧杯中溶液的 pH 均增大 D．产生气泡的速率甲比乙慢

2、(1)向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀 H2SO4，同时向 a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气

的体积(V)与时间(t)的关系基本正确的是________

(2)甲、乙两个烧杯中盛有等体积等浓度的两份稀H2SO4，分别加入足量的锌粒，要保证产生 H2的量不变而使甲

烧杯中的反应速率减慢、乙烧杯中的反应速率加快，可向甲烧杯中加入的一种盐是________(写化学式，下

同)，向乙烧杯中加入的一种盐是________

2、制造化学电源：如各种干电池、蓄电池、燃料电池等

3、比较金属活动性的强弱

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