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熵理论指导下的原电池工作原理教学模式探究

熵理论指导下的化学开放性教学模式探究*

戴南阳1 胡志刚2**

（1．福建省南安第一中学福建泉州 362300；2. 福建师大化学化工学院福建福州350007）摘要熵定律这一自然界的重要定律也被认为是“一种新的世界观”。熵是一个不断被深化与泛化的概念。教学过程也是不断从低级有序向高级有序转化的过程，即是从“高熵”走向“低熵”。用熵理论指导下开放性教学模式，以“化学能转化为电能”为例进行课堂教学，从低级有序状态到非平衡态，输入新的教学手段、教学方式——涨落，通过非线性作用达到新的高级有序阶段。为学生的学习创造了一个广阔的思维空间和全方位、多层次、多渠道的学习环境。

关键词熵理论化学教学开放性教学模式原电池

DOI:10.13884/j.1003-3807hxjy.

熵被爱因斯坦誉为整个科学的首要定律，被认为是“一种新的世界观”。随着对这一概念研究的深入，熵的概念不再局限于物理学的范畴，而是渗透到经济，农业，能源等许多领域，有力地推动了其他学科的发展。本文试图将熵定律运用到中学化学教学中，重新优化化学课堂教学结构，进行开放性教学，以期提高课堂教学效率。

1 问题的提出

当前课堂教学效率低下的一个重要原因是将课堂看作一个封闭的系统，教学仅是知识的传递，教师把学生变成了“容器”，变成了可以任由教师灌输的“存储器”。在这样的教学活动中学生丧失了主体性，成了信息的被动受体，信息的流动是单向的、静态的，学生的头脑长期处于一种“休眠”状态，课堂教学系统几乎是思维静止的近平衡态。教师与学生之间这种近似线性的关系，必然会阻碍信息和能量的交流，从而使整个课堂教学系统的总熵值不断增加。

熵理论运用到教学中的出发点：教育教学的系统本应是由多个因素构成的复杂的开放系统，通过教师科学的教学组织，学生正确地运用学习方法，对学习的知识信息进行思维加工而达到有序的平衡态，即是从“高熵”走向“低熵”。熵原理指导下的课堂教学就是要提高遏制正熵、吸取负熵的能力，使学生在达到新的认识平衡的同时，增加自己的学识。

熵理论运用到教学中可促进教学系统有序演变，改变传统课堂教学封闭、僵化的状态，

*2013年福建育科学“十二五”规划重点课题（FJJKCGZ13-011）

**通信联系人，E-mail:

使整个教学体系趋于开放化、动态化、系统化，解决长期困扰我们的教学效率低下的问题。

2 熵理论

“什么是熵？没有什么问题在科学史的进程中被更为频繁地讨论过”，诺贝尔化学奖得主普里高津(I.Prigoging)如是说。熵是一个不断被深化与泛化的概念，可以分为4个发展阶段。

第1阶段，它起源于德国物理学家克劳修斯（Clausius）1865 年构造的热力学系统平衡态的一个状态函数d S=d Q/T，其意为热量除以温度的商，用来表述热力学第二定律[1]。杯中的水撒出去不会自动收回，即覆水难收；生米加热变成熟饭，熟饭不可能变回生米；热总是从高温物体传到低温物体，热不能自动从低温物体传向高温物体。克劳修斯认为，在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向，混乱度增大，不可逆转，这种推动体系变化的因素称作熵。在与外界隔离的体系中，一切不可逆的过程都是向混乱度增加的方向进行，这就是熵增加原理。

而后，玻尔兹曼（Boltzmann）把熵与系统微观状态函数建立了联系，对熵概念作了统计意义的解释，使熵成为系统组织的无序化程度的量度。

热力学第二定律引发可持续发展思想。热力学第一定律告诉人们能量是守恒的，既不能创生也不会消亡，只能从能量的一种形式转化到另一种不能再做功的无效能量，熵的增加就意味着有效能量的减少，世界总是趋向于最大紊乱度。热力学第二定律告诉我们，能量转换只能沿着一个方向进行，总是从高能量向低能量转换，从有序到无序，人类利用这个过程让能量做功，同时系统熵增加的过程，就意味着能量耗散了，从有用的能量转化向对人类无用的能量，如果不给予外界的干涉，系统的熵总是增加的，增加到最后，系统自动达到平衡态，也就是混沌无序的状态。热力学第二定律给人类生存敲响了警钟。1972年，马莎诸塞理工学院丹尼斯·米都斯（(Dennis L.Meadows)）领导的俱乐部提出了《增长的极限》的报告，人类无节制地消耗资源导致能源逐渐的耗尽、环境的污染，能量消耗大到最大值的熵——赫尔姆霍茨说的“热寂”，所有能量消耗一空，能量差趋于零，宇宙无可挽回地走向死亡。面对这样的情境，20世纪80年代初(美)里夫金(Rifkin，J.)、(美)霍华德(Howard，T.) 的撰写了很大影响力的著作《熵 : 一种新的世界观》，[2]1992年6月联合国环境与发展大会通过了《里约热内卢环境与发展宣言》提出了“可持续发展”战略。我国召开党的十八大中又提出“建立美丽国家”。

第2阶段。1944 年量子力学创始人薛定谔（E. Schrodinger）提出负熵的概念，认为生命有机体要摆脱死亡，就要不断地吸取负熵，以抵消它在生活中产生的熵增加，使自身维持在一个稳定的低熵水平上。

第3阶段。1948 年信息论创始人申农（C. E.Shannon）证明它和信息是一样的，在其经典论文《通信的数学原理》中运用公理化方法，提出了信息熵的概念，用以度量通信过程中信息源信号的不确定性。利用概率论定义提出信息的负熵定理：一个开放系统，取信息就等于吸收了负熵，可使系统的不确定性、紊乱度减少并趋于有序；丢失信息时，系统的熵增加，无序度随之增加。因此，信息与熵彼此是互补的，信息与负熵相当，而熵就是系统丢失了的信息的量度[3]。

第4阶段。诺贝尔化学奖得主比利时科学家普里高津（I. Prigoging）从定义非平衡态系统熵开始，引入一系列新概念，把热力学从平衡态拓展到非平衡态，进而拓展到远离平衡态，最终提出耗散结构理论，引起了宏观物理学领域的革命。该理论是熵概念深化的产物，是一种用热力学和统计物理学的方法研究耗散结构的性质及其形成稳定和演变的规律的科学，

其研究对象是开放系统，主要讨论的是一个系统从混沌向有序转化的机理、条件和规律。耗散结构论认为：一个远离平衡态的开放系统，靠外界不断供应能量和物质，当系统中的某个参量通过“涨落”达到一定的临界值时，便会打破系统原来的平衡结构，使系统进入一种远离平衡的无序状态，同时，该系统也便开始了更高层次的时间和空间上的物质再组织，从而产生巨大的系统超能，最终系统又将自发地进入一种动态的、功能有序的新状态。普利高津提出的耗散结构要求不断地“吐故纳新”，即不断地与外界发生物质和能量的交换，才能维持它的有序状态[4]。在耗散结构论中，熵和序是2个主要的概念。耗散结构的形成需要3个条件：（1）系统必须是远离平衡状态的开放系统；（2）系统的不同元素之间存在着非线性作用；（3）涨落导致有序。

熵是近年来研究特别活跃的基本概念。熵理论的发展历程见图1。

熵理论：

Fig.1 Development process of entropy theory

图1 熵理论的发展历程

3 问题探究

在熵理论指导下化学开放性教学模式可概括为图2：

Fig.2 The open chemistry teaching mode under the guidance of entropy theory

图2 熵理论指导下化学开放性教学模式[5]

帮助学生从低级有序状态向高级有序状态转化，绝不能靠教师单方面的知识传授，而应激活思维，使系统进入非平衡态。学生在学习过程中，当大脑处于全方位的开放状态时，就可以在不断吸收新知识的同时，巩固运用原有的知识。而学生思维系统的全方位开放，是由学生主观方面的“开放意识”和客观方面“使之开放的措施”共同决定的。主观方面的“开放意识”和学生的非智力因素相联系，诸如明确的学习动机、浓厚的学习兴趣、高度的注意力、顽强的意志力以及自信,进取而又虚心谦逊的良好心理品质等。客观方面的“开放措施”

包括信息输入的多通道、高强度和大容量。上述过程在实际的教学活动中彼此密切相关、相互转化，使学生的思维由无序向有序发展，由低级向高级进化。

以“原电池的工作原理”的教学为例，探究熵理论指导下的化学开放性教学模式。

3.1 从低级有序状态到非平衡态

在低级有序阶段，学生还没有接触新知识，但具备学习新知识的原有知识基础。教师在教学中要主动构建学生认知的非平衡态，促使熵混乱的到来并寻找达到新平衡的途径。例如在高中化学选修教材“原电池的工作原理”的教学中，教师首先让学生回顾必修教材“化学能转化为电能”中的相关内容，经过复习，学生自认为已掌握了原电池相关知识，思维处于低级有序状态。接着教师重新演示“简易原电池——铜锌原电池”实验，让学生认真观察锌片表面的变化，当学生观察到锌片上仍有气泡产生时，疑惑顿时产生。教师这时不失时机地引导：由于锌片和硫酸接触，部分锌和硫酸直接反应产生氢气，消耗了部分能量。如果把硫酸改为硫酸锌溶液，反应情况又是怎样呢？接着学生在老师的引导下阅读课本，接触到由2个半电池组成的原电池的新知识。新的信息与原有的认知产生了强烈的冲突：2个电极分别放在2个烧杯中为什么也能产生电流？盐桥的作用是什么？电池负极硫酸锌溶液的作用是什么？认知过程陷入无序状态，引起系统熵的增加。这个“远离平衡态的开放系统”需要通过从外界取得能使学生的认知向有序方向发展的“负熵流”的办法来抵偿系统内部熵的增加，才能重新达到有序的平衡态。

当混沌无序状态来临时，教师应不失时机地输入“负熵流”，指导学生理清知识点，分析2个电极上所发生的反应，说明两极上发生的反应与电极极性、电流流向的关系，分析电池工作的总反应。同时指出在反应中，盐桥中的阴、阳离子向两极对应的溶液移动，使电解质溶液保持电中性，氧化还原反应得以持续进行。2个半电池通过盐桥连接起来，和外电路一起组成了闭合回路，构成了原电池。这样学生在自我探索及教师的及时引导中重新找到知识的平衡点，让知识层次有个质的跃升。

当然，教学效果被诸多因素所影响，这些因素不论大小都非线性地影响着教师与学生。教师在教学时要注意教学因素之间作用的非线性关系，从学生的实际出发，在教学中不断探索最有利于学生学习的方法，在细微之处留心观察，争取用最少的精力达到最佳的教学效果。

以“原电池”教学为例，部分学生一直无法理解“双液原电池中，锌片在硫酸锌溶液中为什么会失去电子”，教师对此现象不应回避，在教学中要很好地把握生成性问题，让生成性问题成为引导学生进行“研究性学习”的有利因子。教师可请学生课后查寻参考材料，将物理学中有关电极电势的知识与化学相联系，帮助学生把学科间的相关知识融会贯通、学以

致用。

3.2 输入新的教学手段、教学方式——涨落

熵理论认为，在远离平衡的非线性区，系统中一个随机的、微小的涨落，通过非线性的相互作用和连锁效应会被迅速地放大，形成整体的、宏观的“巨涨落”，从而导致系统发生突变，进而形成一种新的、稳定的有序状态。在中学化学课堂教学系统中，也存在涨落。教学系统的涨落是输入新的教学手段、教学方式，引起教学系统的质变，而每一次远离平衡态的质变，都使教学系统在通向有序状态的道路上迈出了一大步。把涨落机制应用到教学系统中，就是要抓住教学系统中的“小涨落”或采取措施创造“小涨落”，通过非线性作用使涨落由小变大、由局部到整体，发展成“巨涨落”，促进系统跃迁到新的有序状态。

在原电池的教学过程中，当学生理解了原电池的基本原理，学习了生活中常见的锌-锰干电池、银-锌钮扣电池后，教师展示“航天科技上使用的燃料电池”，告诉学生此电池的总反应就是大家熟悉的“2H2+O2=2H2O”，生成的水还可供航天员饮用。这一结论对学生思维的冲击是巨大的，可有效地诱发学生思维“巨涨落”的产生。学生在惊讶中学习、探索，欲罢不能，对化学反应的条件、化学反应中能量的转化、原电池电极材料的要求、新型电池的研究方向等都有了全新的认识。

另一方面，化学课堂教学系统作为化学教育系统的一个子系统，不可避免地受到各种的外来干扰，这些干扰作用于系统内部的各个因素便造成系统内部的涨落。认识到这一点，教师在教学设计上应估计学生可能出现的疑惑，设计引导学生理清疑惑的相关练习。如为了使学生巩固铜锌原电池的知识，教师设计了如下自主学习内容：

对应铜锌原电池的工作原理回答下列问题,见表1：

表1 铜-锌原电池的工作原理回答下列问题

Table 1 The questions list of “the working principle of the zinc-copper primary battery”

学生通过自主学习及同学间的相互讨论，在解决迷惑的同时沿着正确的方向探索，在自我总结中掌握了新知识，使知识体系得到了升华。

3.3通过非线性作用达到新的高级有序阶段

在中学化学课堂教学中，教师、学生、教学媒体3者之间都存在着非线性作用。在教师和教学媒体之间，教师的教学内容是多种多样的，教学中的教学媒体也是多种多样的，不同的教学内容与不同的教学媒体相结合会产生不同的结果，这表明教师和教学媒体之间存在着非线性的作用。教师和学生之间也存在着非线性作用。对不同的教学内容教师采用不同的方法，在学生身上产生的影响也是不同的，教师的努力和学生获得的知识不是正比例的线性关系。这就要求教师在教学中要有开放的心态、开阔的视野，既要“因材（教学内容）施教”又要“因才（不同学生）施教”，以取得最佳教学效果。

在原电池的教学过程中，对原电池的基本原理，教师可采用演示实验结合理论分析的方法，结合多媒体课件对反应的本质和微粒运动方向进行深入剖析；对生活中常见的原电池，教师可让学生将家里的废旧电池带到学校现场解剖、加深理解；对金属的腐蚀和防护，教师可组织学生提出方案、自由讨论，努力做到学以致用。学生在教师的引导下，吸收负熵流，从混沌无序状态到认知平衡，再进一步接触新知识，重新陷入新无序，再平衡，这样周而复始，认知不断得以提升。以原电池教学为例，学生从掌握简单的原电池上升到由半电池组成的原电池，随后又探索了锌-锰干电池、银-锌钮扣电池、燃料电池等。教师通过设计上述教学过程，“非线性作用人与物、人与人、已与已”的教学环节得以充分发挥，在熵及负熵的不断平衡中丰富了化学能转为电能的知识。

4 探究结论

教学是一个系统过程，学生得到的知识就是一个经过学生大脑过滤的信息与原有知识的整合。教育者向受教育者输入信息,受教育者从一种模糊不清的状态走向清晰。化学课堂教学系统是由多个因素构成的复杂的开放系统，其内部各要素之间的相互作用满足非线性关系，并远离平衡态，而且在涨落的诱发下可以使系统不断地结构化、层次化，从而从无序走向有序。

熵理论指导下的教学模式是一个极具开放性的教学模式，倡导学生自主学习，交流展示和互动研讨，真正成为课堂的主人、学习的主体。教师在教学中应想方设法促进学生思维系统的全方位开放，使学生的大脑处于积极主动的思维状态，从而能有效地摄入更多的信息。同时要加强教学系统内各子系统、各环节以及各要素之间的沟通和协调，为学生创造一个广阔的思维空间，给学生提供一个全方位、多层次、多渠道的学习环境。

参考文献

[1] 傅献彩，沈文霞，姚天扬.物理化学（上册）.4版.北京：高等教育出版社，1990:107

[2](美)杰里米·里夫金，特德·霍华德.熵:一种新的世界观.吕明, 袁舟，译。上海：上海译文出版社，1987

[3]吴萍，姜黎霞. 北京联合人学学报：自然科学版，2005（12 ）：28-31

[4] 张明月，胡志刚，叶兆举. 中学化学教与学，2009（12）：10-13

[5] 蔡奕津.熵理论对中学化学教学的启示．福州：福建师范大学硕士学位论文，2007：1-30

Open Chemistry Teaching Model Under the Guidance of Entropy Theory

DAI Nan-Yang1HU Zhi-Gang2**

(1. Nan’an No. 1 Middle School of Fujian, Quanzhou 362300, China; 2. College of Chemistry, Fujian Normal University, Fuzhou

350007, China)

Abstract The entropy theory is such an important law of nature that has been also regarded as “a novel worldview”. Entropy is a being deepened and generalized conception. The teaching process should be a constantly transforming process from lower orderly to higher orderly, i.e. from “high entropy” to “low entropy”. Under the guidance of t he entropy theory, an open teaching mode requires the transition from lower orderly to non-equilibrium status, the input of new teaching tools and modes --- “fluctuation”, and the non-linear effect, reaching a new higher orderly phase, which has been illus trated by “the transfer of chemical energy to electrical energy” in the class. This kind of teaching mode will create a wide thinking space and an all-round, multi-level and multi-channel environment for the study of students.

Keywords entropy theory; chemistry teaching; open teaching mode; primary battery

熵理论指导下的化学开放性教学模式探究*

戴南阳1 胡志刚2**

（1．福建省南安第一中学福建泉州 362300；2. 福建师大化学化工学院福州350007）摘要熵定律这一自然界的重要定律也被认为是“一种新的世界观”。熵是一个不断被深化与泛化的概念。教学过程也是不断从低级有序向高级有序转化的过程，即是从“高熵”走向“低熵”。用熵理论指导下开放性教学模式，以“化学能转化为电能”为例进行课堂教学，从低级有序状态到非平衡态，输入新的教学手段、教学方式——涨落，通过非线性作用达到新的高级有序阶段。为学生的学习创造了一个广阔的思维空间和全方位、多层次、多渠道的学习环境。

关键词熵理论化学教学开放性教学模式原电池

*2013年福建育科学“十二五”规划重点课题（FJJKCGZ13-011）

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原电池的工作原理

原电池的工作原理姓名班级一、选择题 1．有关原电池下列说法中正确的是( ) A ．在外电路中电子由正极流向负极 B ．在原电池中，只有金属锌作负极 C ．原电池工作时，阳离子向正极方向移动 D ．原电池工作时，阳离子向负极方向移动 2．理论上不能设计为原电池的化学反应是( ) A ．CH 4(g)＋2O 2(g)=====点燃 CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH <0 B ．HNO 3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO 3(aq)＋H 2O(l) ΔH <0 C ．CO 2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH >0 D ．2FeCl 3(aq)＋Fe(s)===3FeCl 2(aq) ΔH <0 3．100 mL 2 mol·L －1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol·L －1的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 4．用铜片、银片、Cu(NO 3)2溶液、AgNO 3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO 3的U 形管)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AgNO 3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A ．①② B ．②③ C ．②④ D ．③④ 5．将等质量的A 、B 两份锌粉装入试管中，分别加入过量的稀硫酸，同时向装A 的试管中加入少量CuSO 4溶液，如下图表示产生H 2的体积V (L)与时间t(min)的关系，其中正确的是 6．某原电池总反应的离子方程式为2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋，能实现该反应的原电池是( )

高中化学原电池原理

原电池原理一．原电池 1.能量转化：原电池是__________________________________________________的装置。 2.原电池构成条件：（1）金属活泼性不同的两个电极（2）电解质溶液（3）电极、电解质溶液构成闭合回路 3.结构：内电路——电解质溶液、电极导电微粒：自由移动离子（阳离子往正极移动，阴离子往负极移动）外电路——电极（与导线）导电微粒：自由移动电子（电子由负极经过导线流向正极，电流由正极流向负极）电极：根据活泼性的不同，分为负极（金属活泼性强）正极（金属活泼性弱）。正极：通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电子流____（填“出”或“入”）的一极，电极上发生________（填“氧化”或“还原”反应）。负极：通常是活泼性较强的金属，电子流_____（填“出”或“入”）的一极，电极被________（填“氧化”或“还原”），电极发生________（填“氧化”或“还原”反应）。 4.反应特点：自发的氧化还原反应 5.工作原理：负极失电子经导线流向正极形成电流，内电路自由移动的离子定向运动传递电荷【例题】下列关于原电池的叙述中正确的是（）Ａ．原电池能将化学能转变为电能Ｂ．原电池负极发生的电极反应是还原反应Ｃ．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极Ｄ．原电池的电极只能由两种不同的金属构成【练习题1】在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强， b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（） A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极 C．导线中有电子流动，电子流从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应【练习题2】人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，它在放电时的电极反应为：Zn + 2OH––2e–＝ZnO + H2O Ag2O + H2O + 2e–＝2Ag + 2OH– 据此判断氧化银是（）Ａ．负极，并被氧化Ｂ．正极，并被还原

原电池及其工作原理

原电池及其工作原理Revised on November 25, 2020

原电池及其工作原理原电池的概念：能将化学能转化为电能的装置叫原电池。 1、原理：以锌铜原电池为例 2、形成原电池的条件： 1）两极金属活泼性要有差异； 2）有电解质溶液， 3）并能与负极发生自发的氧化还原反应； 4）形成闭合回路。 3、特点： ⑴正极：电子流入，发生还原反应；负极：电子流出，发生氧化反应。 ⑵正极：不活泼金属，导电、不参加反应（亦可为可以导电的非金属或氧化物）；负极：活泼金属，本身参加反应并溶解。 ⑶正负极若都为金属，一般．．金属的活泼性：负极>正极。正极（Cu ）负极（Zn ）正负极的定义电子流入的一极电子流出的一极电极反应式 Cu 2++2e -== Cu Zn - 2e -== Zn 2+ 电极反应类型还原反应氧化反应正负极所用材料和特点不活泼金属，导电、不参加反应（亦可为可以导电的非金属或氧化物）活泼金属，本身参加反应并溶解电池总反应 Zn + Cu 2+== Zn 2+ + Cu

⑷原电池在放电的过程中发生了化学反应，且是自发进行的氧化还原反应。 ⑸记住几个方向：电子：从负极经导线流向正极（溶液中没有电子流）；电流：外电路从正极流向负极，电池内部溶液从负极流向正极；电池内部溶液中阴阳离子：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 4、规律 1）正+负— 2）带正电荷的离子向着正极移动，带负电荷的离子向着负极移动， 3）电子不下水，离子不上岸 4）升失氧负电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如右。该电池工作时，下列说法正确的是() A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正极移动 2.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为： CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+．下列有关说法正确的是（）检测时， A.电解质溶液中的H+向负极移动 B．若有电子转移，则在标准状况下消耗氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O D．正极上发生的反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-

苏教版化学选修4原电池的工作原理word教案

专题1 第2单元第1课时 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 一、选择题 1．有关原电池下列说法中正确的是() A．在外电路中电子由正极流向负极 B．在原电池中，只有金属锌作负极 C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动 D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动【解析】在原电池中，电子由负极流向正极，阳离子向正极方向移动，阴离子向负极方向移动。当有比Zn活泼的金属与Zn组成原电池时，一般Zn作正极。【答案】 C 2．将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中，并经过一段时间后，下列各叙述中正确的是() A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出 B．负极附近Cl－的浓度减小 C．正极附近Cl－的浓度逐渐增大 D．溶液中Cl－的浓度基本不变【解析】Fe为负极：Fe－2e－===Fe2＋；Ag为正极；2H＋＋2e－===H2↑，Cl－的浓度基本不变。【答案】 D 3．某原电池总反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，能实现该反应的原电池是() A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液 B．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液 C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液【解析】由原电池总反应式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，可知负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，所以只有A项符合要求。【答案】 A 4．某原电池，将两金属X、Y用导线连接，同时插入相应的电解质溶液中，发现Y电

极质量增加，则可能是下列情况中的( ) A ．X 是负极，电解质溶液为CuSO 4溶液 B ．X 是负极，电解质溶液为稀H 2SO 4溶液 C ．X 是正极，电解质溶液为CuSO 4溶液 D ．X 是正极，电解质溶液为稀H 2SO 4溶液【解析】将金属X 、Y 用导线连接，同时，插入相应的电解质溶液中，构成原电池。负极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向正极，溶液中的阳离子在正极得电子而被还原，若使Y 极质量增加，四个选项中，只有A 正确；X 是负极；Y 是正极，电解质是CuSO 4溶液。【答案】 A 5．理论上不能设计为原电池的化学反应是(多选)( ) A ．CH 4(g)＋2O 2(g)=====点燃CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH <0 B ．HNO 3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO 3(aq)＋H 2O(l) ΔH <0 C ．CO 2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH >0 D ．2FeCl 3(aq)＋Fe(s)===3FeCl 2(aq) ΔH <0 【解析】只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，故A 、D 项可以；B 项中是复分解反应不可以；C 项中ΔH >0为非自发的氧化还原反应。【答案】 BC 6．判断下列装置，哪些能形成原电池且电流计发生偏转( ) 【解析】原电池形成条件是①活泼性不同的金属(或金属与非金属)作电极。②电解质溶液。③外电路形成闭合回路，只要符合上述条件均可形成原电池。要使电流计发生偏转，电子必须由导线流过形成电流。

高二化学原电池的工作原理教学案

Cu 福建省漳州市芗城中学高二化学原电池的工作原理教案【知识与技能目标】了解原电池的工作原理，能写出其电极反应和电池反应方程式。【过程与方法目标】通过进行化学能转化为电能的探究活动，体验原电池的工作原理，熟练书写电极反应和电池反应方程式。【情感态度与价值观目标】通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。【教学重点】了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。【教学难点】原电池的工作原理，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。课时安排：2课时【教学过程】【引入】电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。【板书】原电池的工作原理一、原电池实验探究讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家——伏打留给我们的历史闪光点！【实验探究】(铜锌原电池) 【问题探究】 1. 锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？ 2. 锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？ 3. 锌片的质量有无变化？溶液中c (H+)如何变化？ 4. 锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？ 5. 电子流动的方向如何？讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖——原电池。【板书】（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？学生：Zn+2H+=Zn2++H2↑

双液原电池的工作原理盐桥(选修4预习)

原理与装置关系回顾简析联系上述原电池的形成原理与装置，我们能否分析总结出原电池的工作原理与形成条件是什么？形成条件 1．氧化还原反应(如活性不同的电极，形成电势差) 2．电解质(如溶液中，离子导电) 3．闭合回路(持续稳定的电流) 双液原电池的工作原理盐桥

锌铜原电池的缺陷电池的极化作用原因主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。由于是单液电池，因而不可能彻底将氧化反应与还原反应分开。氢离子依然可以在锌片上得到电子从盐桥使用重新认识氧化还原反应(化学反应) 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定式能使氧化反应与还原反应在不同的区域之间进行得以实现。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。

可逆原电池的电动势 1．电极与电解质溶液界面间电势差的产生 2．接触电势差电子逸出功(φe)不同，逸出电子的数量不同当两金属相间不再出现电子的净转移时，其间建立了双电层，该双电层的电势差就是接触电势差，用φ接触表示。φ接触∝φe,1-φe,2

3．液体接界电势差两液相间形成的电势差即为液体接界电势差，以φ扩表示。普通氧化还原反应与原电池反应的联系与区别

理论上不能设计为原电池的化学反应是( ) A．CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) △H＜0 B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)==NaNO3(aq)＋H2O(l) △H＜0 C．2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) △H＜0 D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)==3FeCl3(aq) △H＜0 【例2】下列哪几个装置能形成原电池【例3】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是( ) A．有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al－3e－＝Al3＋ B．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3e－＝Al3＋ C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu－2e－＝Cu2＋ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu－2e－＝Cu2＋【例4】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( ) 【例5】根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是 A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)＝2Ag＋(aq) ＋Cd(s) B．Co2＋(aq)＋Cd(s)＝Co(s)＋Cd2＋(aq) C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)＝2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D．2Ag＋(aq)＋Co(s)＝2Ag(s)＋Co2＋(aq)

原电池工作原理教案

今天我们要讲的内容是原电池的工作原理，节选自高中化学人教版必修二第二章第二节化学能与电能，我将从以下四个板块进行讲解。他们分别是水果电池、原电池的定义、原电池的工作原理、以及习题部分。今天老师要做一个有趣的家庭小实验，水果电池，用水果真的可以做电池吗？和老师一起走进今天的实验吧。【视频】实验所需要的材料有：柠檬、铁钉、铜币、导线和发光二极管。在每一块柠檬中插入一枚铜币和一根铁钉，用导线像这样子把它们连接好，最后连上发光二极管，仔细观察，发光二极管亮了。【ppt】想知道水果电池的原理吗？这节课让我们学习原电池的工作原理。接下来请同学们认真观察下面的演示实验。【视频】向烧杯中加入稀硫酸，先将锌片插入稀硫酸中，观察到锌片上产生大量气泡，现在我们将铜片插入稀硫酸中，观察到铜片上没有任何现象，这是什么原因呢？这是因为锌的金属活泼性比氢强，铜的金属活泼性比氢弱，所以硫酸中的氢可以被锌置换，而不能被铜置换。用导线将铜片与电流表的正极相连，锌片与电流表的负极相连，观察到锌片上的气泡减少，铜片上有气泡产生，电流表的指针发生了偏转。实验的装置是一套将化学能转变成电能的装置，我们就把这样的装置叫做原电池。由刚才实验观察到，电流计的指针偏转方向可知，电子由锌电极流出，流向铜极，那么我们就把有电子流出的一极叫做负极，有电子流入的一极叫做正极，显然，锌在这里是负极，铜在这里是正极。我们再来看他下面的动画，同学们就更清楚它的工作原理了。锌失去电子成为锌离子，被溶解，失去的电子沿导线流向铜电极，溶液中的氢离子被吸引到铜电极得到电子成为氢气，外电路因为电子的定向移动形成电流，从而使灯泡亮了。同学们看懂了吗？我们再来看一遍，该原电池的锌电极为负极，铜电极为正极，在负级，锌失去了电子成为锌离子进入溶液，失电子的反应叫氧化反应，锌失去的电子沿导线传递给正极，由于铜电极有了外来的电子，它吸引了溶液中的阳离子-氢离子，氢离子在铜的这一极得到电子，生成了氢气，得电子的反应叫还原反应，在外电路中，电子的定向移动形成电流使指针偏转，电子的移动方向与电流的移动方向相反。那么在电池的内部，离子有没有发生移动呢？方向又是怎样的呢？其实在电池的内部，正极消耗了大量的H+，所以溶液中的阳离子移向正极，而负极处生成了大量的Zn2+，所以需要大量的阴离子移向负极。根据以上的两个电极反应式，该原电池的总反应为，锌和两摩尔氢离子反应，生成一摩尔锌离子和一摩尔氢气。同学们，学习了有关原电池工作原理的知识，大家知道，水果为什么能做成电池了吗？其实柠檬中的化学物质类似于铜锌原电池中的电解质稀硫酸,而铜币相当于铜片做正极，铁钉相当于锌片做负极。水果中的化学能转变为了电能。掌握了这些知识点，我们来做一道练习题…… C 这节课我们学习了原电池的工作原理，同学们在记忆有关知识点的时候，可以记住这么几句话。负极氧化失电子，正极还原得电子，用六个字概括就是“负失氧，正得还”，要记住，原电池溶液中的阳离子一定是向正极移动的，阴离子一定是向负极移动的，这节课我们就上到这，同学们再见~

原电池及其工作原理

原电池及其工作原理原电池的概念：能将化学能转化为电能的装置叫原电池。 1、原理：以锌铜原电池为例 2、形成原电池的条件： 1）两极金属活泼性要有差异； 2）有电解质溶液， 3）并能与负极发生自发的氧化还原反应； 4）形成闭合回路。 3、特点： ⑴正极：电子流入，发生还原反应；负极：电子流出，发生氧化反应。 ⑵正极：不活泼金属，导电、不参加反应（亦可为可以导电的非金属或氧化物）；负极：活泼金属，本身参加反应并溶解。 ⑶正负极若都为金属，一般．．金属的活泼性：负极>正极。 ⑷原电池在放电的过程中发生了化学反应，且是自发进行的氧化还原反应。正极（Cu ）负极（Zn ）正负极的定义电子流入的一极电子流出的一极电极反应式 Cu 2++2e -== Cu Zn - 2e -== Zn 2+ 电极反应类型还原反应氧化反应正负极所用材料和特点不活泼金属，导电、不参加反应（亦可为可以导电的非金属或氧化物）活泼金属，本身参加反应并溶解电池总反应 Zn + Cu 2+== Zn 2+ + Cu

⑸记住几个方向：电子：从负极经导线流向正极（溶液中没有电子流）；电流：外电路从正极流向负极，电池内部溶液从负极流向正极；电池内部溶液中阴阳离子：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 4、规律 1）正+负— 2）带正电荷的离子向着正极移动，带负电荷的离子向着负极移动， 3）电子不下水，离子不上岸 4）升失氧负 1.Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如右。该电池工作时，下列说法正确的是() A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正极移动 2.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+．下列有关说法正确的是（）检测时， A.电解质溶液中的H+向负极移动 B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O D．正极上发生的反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-

高中化学选修四：原电池的工作原理教案

Zn Cu × 【知识与技能目标】了解原电池的工作原理，能写出其电极反应和电池反应方程式。【过程与方法目标】通过进行化学能转化为电能的探究活动，体验原电池的工作原理，熟练书写电极反应和电池反应方程式。【情感态度与价值观目标】通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。【教学重点】了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。【教学难点】原电池的工作原理，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。课时安排：2课时【教学过程】【引入】电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。【板书】原电池的工作原理一、原电池实验探究讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家——伏打留给我们的历史闪光点！【实验探究】(铜锌原电池) 实验步骤现象 1. 锌片插入稀硫酸 2. 铜片插入稀硫酸 3. 锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸【问题探究】 1. 锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？ 2. 锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？ 3. 锌片的质量有无变化？溶液中c (H +)如何变化？ 4. 锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？ 5. 电子流动的方向如何？讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖——原电池。【板书】（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？学生：Zn+2H +=Zn 2++H 2↑ 讲：为什么会产生电流呢？

化学优质课评课,原电池的工作原理

原电池的工作原理 xx xx开发区一中一、教师简介 xx，现任xx市开发区一中化学老师。二、评课内容 (一)教师教学行为表现 1、教学基本理念（1）教学目标明确 a.知识与技能：重视学生对原电池的理解 b.过程与方法：多次采用探究实验探讨原电池的工作原理及原电池的改进 c.情感态度与价值观：重视培养学生的动手能力与独立思考解决问题的能力。（2）面向全体学生，关注学生的知识经验该老师在授课过程中能很好地利用学生已有的知识与经验，学生已经学习了氧化还原反应，对金属得电失电有了理解，并且知道原电池是将化学能转变为电能的装置，在此基础上学习原电池的工作原理，并通过探究实验及贺卡的制作，调动学生的学习积极性，学生小组间合作学习，这样将教学面向全体学生，也兼顾了学生的差异。 2、教学情境的创设（1）以问题为中心，注重学生参与该教师多次提问，“请同学们画出铜锌原电池装置图”、“请同学们思考电子如何移动”、“请同学们改进伏打原电池”等等问题，学生不仅需要思考，还要动手实验，从中体会原电池的工作原理。（2）学生合作学习，教学民主本节课座位是按照小组间合作学习而排，几个同学坐在一起，但教学却能尽然有序地进行，每组课桌上都有实验用品，学生多次动手实验，学生实验细致，并得出了比较准确的结论。课堂气氛很好。

（3）能熟练运用多媒体教学动态画面展示电子的得失和移动等。 3、教学内容的处理科学严谨（1）课堂导入自然，思路清晰本节课利用科学史实导入新课，从“生活中离不开电，追溯原电池的发展史，从伏打第一个发现原电池，到法拉第进行原电池的改进”，让学生知道科学的不易，体会科学探究的精神，很自然地进入到本节课的学习当中。（2）对教材把握准确，重点突出原电池的内容在整个化学教学中属于重点内容，而本节课的重点在于让学生正确把握原电池工作的本质，理解其中的化学反应、电子的移动，在本节课里重点非常突出。（3）重视联系实际，构建学生认知结构生活离不开电，该老师重视电池与生活的紧密联系，能通过贺卡的制作等实验激发学生学习兴趣，调动学生学习积极性，让学生主动探究原电池的工作原理，构建学生的认知结构。 4、教学基本技能熟练（1）教学用语准确，板书工整规范（2）言语表达清晰，教态亲切自然（二）学生学习活动表现 1、自主性学生能够主动地参与教学活动，能提出相应的问题“铜锌原电池电压不稳、效率较低、且存在开路损耗等”，在老师的指导下提出改进实验装置，用盐桥链接，解决上述问题。 2、探究性本实验中学生多次进行探究实验，能积极地提出问题并且解决问题，多次动手实践，包括学生自己动手使贺卡通电，当课堂上贺卡音乐声纷纷响起时，课堂气氛一下达到了高潮。

干电池工作原理解析

干电池工作原理解析干电池(Dry cell)是一种以糊状电解液来产生直流电的化学电池(湿电池则为使用液态电解液的化学电池)，属于一次电池，是日常生活之中为普遍使用，以及轻便的电池。它可在实验室内自制的电池们可以使用于很多电器用品上。那么，干电池的工作原理是什么呢? 常见的干电池为锌锰电池(或称碳锌电池，即 dry Leclanché cell)。普通干电池大都是锰锌电池，中间是正极碳棒，外包石墨和二氧化锰的混合物，再外是一层纤维网.网上涂有很厚的电解质糊，其构成是氯化氨溶液和淀粉，另有少量防腐剂. 干电池工作原理干电池的主要工作原理就是氧化还原反应在闭合回路中实现!(和原电池非常类似，就是将化学能转变为电能) 化学方程式为：Zn+2MnO2+2NH4Cl= ZnCl2++Mn2O3+2NH3+H2O 金属锌皮做的筒，也就是负极，电池放电就是氯化氨与锌的电解反应，释放出的电荷由石墨传导给正极碳棒，锌的电解反应是会释放氢气的，这气体是会增加电池内阻的，而和石墨相混的二氧化锰就是用来吸收

氢气的.但若电池连续工作或是用的太久，二氧化锰就来不及或已近饱和没能力再吸收了，此时电池就会因内阻太大而输出电流太小而失去作用.但此时若将电池加热，或放置一段时间，它内部的聚集氢气就会受热放出或缓慢放出.二氧化锰也到了还原恢复，那电池就又有活力了! 干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池。因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物，所以叫做干电池，这是相对于具有可流动电解质的电池说的。干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域，十分好用。干电池的挑选方法日常生活中我们经常用到干电池，比如5号7号电池等。干电池都有自放电这一令人讨厌的缺点。自放电除与电池的内在因素有关外，还与环境温度、湿度有关; 超过一定的储存期后，由于自放电，电池的性能就要降低，大量使用干电池，进行挑选是必要的。常用的干电池挑选方法：注意查看生产日期，储存期越短越好; 用万用表D C 5 0 0 m A 挡测短路电流，此法虽简单但不准确，也不安全，实质是从瞬间短路电流判断其内阻大小，内阻越小越好。若采用两次测量电压法既安全又可靠，将两只2 . 2 V 小电珠并联后用导线引出两个夹子，先测出电池的开路电压，再将小电珠

原电池及其工作原理

原电池及其工作原理集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

原电池及其工作原理原电池的概念：能将化学能转化为电能的装置叫原电池。 1、原理：以锌铜原电池为例 2、形成原电池的条件： 1）两极金属活泼性要有差异； 2）有电解质溶液， 3）并能与负极发生自发的氧化还原反应； 4）形成闭合回路。 3、特点：正极（Cu ）负极（Zn ）正负极的定义电子流入的一极电子流出的一极电极反应式 Cu 2++2e -== Cu Zn - 2e -== Zn 2+ 电极反应类型还原反应氧化反应正负极所用材料和特点不活泼金属，导电、不参加反应（亦可为可以导电的非金属或氧化物）活泼金属，本身参加反应并溶解电池总反应 Zn + Cu 2+== Zn 2+ + Cu

⑴正极：电子流入，发生还原反应；负极：电子流出，发生氧化反应。 ⑵正极：不活泼金属，导电、不参加反应（亦可为可以导电的非金属或氧化物）；负极：活泼金属，本身参加反应并溶解。 ⑶正负极若都为金属，一般．．金属的活泼性：负极>正极。 ⑷原电池在放电的过程中发生了化学反应，且是自发进行的氧化还原反应。 ⑸记住几个方向：电子：从负极经导线流向正极（溶液中没有电子流）；电流：外电路从正极流向负极，电池内部溶液从负极流向正极；电池内部溶液中阴阳离子：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动 4、规律 1）正+负— 2）带正电荷的离子向着正极移动，带负电荷的离子向着负极移动， 3）电子不下水，离子不上岸 4）升失氧负 1.Mg-H 2O 2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如右。该电池工作时，下列说法正确的是( ) A ．Mg 电极是该电池的正极 B ．H 2O 2在石墨电极上发生氧化反应

双液原电池的工作原理盐桥

双液原电池的工作原理盐桥原理与装置关系回顾简析联系上述原电池的形成原理与装置，我们能否分析总结出原电池的工作原理与形成条件是什么？形成条件 1．氧化还原反应(如活性不同的电极，形成电势差) 2．电解质(如溶液中，离子导电) 3．闭合回路(持续稳定的电流) 锌铜原电池的缺陷电池的极化作用原因主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。由于是单液电池，因而不可能彻底将氧化反应与还原反应分开。氢离子依然可以在锌片上得到电子从盐桥使用重新认识氧化还原反应(化学反应) 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定式能使氧化反应与还原反应在不同的区域之间进行得以实现。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。可逆原电池的电动势 1．电极与电解质溶液界面间电势差的产生 2．接触电势差电子逸出功(φe)不同，逸出电子的数量不同当两金属相间不再出现电子的净转移时，其间建立了双电层，该双电层的电势差就是接触电势差，用φ接触表示。φ接触∝φe,1-φe,2

3．液体接界电势差两液相间形成的电势差即为液体接界电势差，以φ扩表示。普通氧化还原反应与原电池反应的联系与区别【例1】理论上不能设计为原电池的化学反应是( ) A．CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) △H＜0 B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)==NaNO3(aq)＋H2O(l) △H＜0 C．2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) △H＜0 D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)==3FeCl3(aq) △H＜0 【例2】下列哪几个装置能形成原电池【例3】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是( ) A．有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al－3e－＝Al3＋ B．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3e－＝Al3＋ C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu－2e－＝Cu2＋ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu－2e－＝Cu2＋【例4】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( ) 【例5】根据下图，可判断出下列离子方程式中错误的是 A．2Ag(s)＋ Cd2＋(aq)＝2Ag＋(aq) ＋ Cd(s) B．Co2＋(aq)＋ Cd(s)＝Co(s)＋Cd2＋(aq) C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)＝2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D．2Ag＋(aq)＋ Co(s)＝2Ag(s)＋Co2＋(aq) 【例6】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( ) A．在外电路中，电流由铜电极流向银电极 B．正极反应为：Ag+＋e－＝Ag C．实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 D．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

原电池概念及原理

有关原电池的概念及原理张玲，陈磊磊（华东师范大学化学系上海200062）摘要：介绍化学能、可逆电池、可逆电极等原电池的相关概念，分析原电池的类型及工作原理，解释标准电极电势和金属活动性顺序表的由来，并指出金属性与金属活动性的区别，及使用金属活动性顺序表需注意的事项，以期为中学化学教学提供一些参考。关键词：原电池；化学能；电极电势；金属活动性；金属性电化学是研究电能和化学能之间相互转化，及转化过程中规律的科学。它是化学中的一个重要领域，其理论研究和实际应用都很有意义，有关电化学的内容也是中学化学的重点内容之一。电化学的两种基本实验装置是原电池和电解池，而原电池是研究电化学的基础，因此，深入理解其相关概念和原理是很有必要的。本文将结合物理化学的相关知识，对中学化学中涉及原电池的一些知识进行介绍和诠释。 1原电池的表示方法要表示一个电池的组成和结构，最直接的方法是用图像，但是比较麻烦，简便的方法是采用化学式和符号。例如，有盐桥的丹尼尔（Daniell）电池可用以下符号表示： Zn(s)︱ZnSO4(a1)‖CuSO4(a2)︱Cu(s) 丹尼尔电池发现于1836年，是第一个具有稳定电动势（1.l V）、能连续放电的电池。上述符号表示把锌棒插在硫酸锌溶液中，铜棒插在硫酸铜溶液中，中间用盐桥相联，如图1所示：

图1 丹尼尔电池示意图按照惯例，电池的表示方法主要包括四个要点[1]：（1）负极写在左边（进行氧化反应），正极写在右边（进行还原反应）。（2）用单垂线“︱”表示相界面，包括电极与溶液之间、一种溶液与另一种溶液之间、两个不同浓度的同种溶液之间的界面。双垂线“‖”表示盐桥，盐桥可使不同电解质溶液间的液接电势降至可忽略不计（1～2 mV），但不能完全消除。（3）要注明温度和压力，如不写明，一般指298.15 K和标准态压力p?(105Pa)；一般要标明电极的物态（若是气体要注明压力和所依附的惰性电极），及所用电解质溶液的活度（稀溶液可用浓度表示），因为这些都会影响电池的电动势。值得注意的是，在实际测量通过原电池的电流时，图1中所用电流表的量程应足够的大，否则电路闭合时，产生的电流可能会损坏电流表。如在电路中串联一个可变电阻器，则更为合适。 2电化学装置电极命名规定原电池或电解池，正、负极的命名是按物理学的习惯，从电极电势高低的角度规定的，电势较高的电极称为正极，电势较低的电极称为负极。阴、阳极的命名则是从电极反应的类型区分，发生还原反应的电极称为阴极，发生氧化反应的电极称为阳极。习惯上，把原电池的两极分别称为正极和负极。正极的电势高，发生还原反应；负极的电势较正极的低，发生氧化反应。电解池的两极则通常以阴、阳极命名。外加直流电源的负端（电势低的一端）与电解池的阴极连接，正端（电势高的一端）与阳极连接。因此，从外加电源的角度区分，电解池的阴极为负极，阳极为正极。 3 化学能与可逆电池 3.1 化学能原电池是可以实现化学能直接转化为电能的装置，那么化学能从何而来呢？化学热力学指出，等温等压可逆过程中，体系吉布斯能的变化?G等于体系与环境间交换的可逆非体积功。电池放电时，体系对环境所做的非体积功就是电

熵理论指导下的原电池工作原理教学模式探究

原电池的工作原理

高中化学 原电池原理

原电池及其工作原理

苏教版化学选修4原电池的工作原理word教案

高二化学 原电池的工作原理教学案

双液原电池的工作原理盐桥(选修4预习)

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