原电池原理及应用电化学复习.ppt

9.1-原电池原理及其应用 【考试说明要求】 1、理解原电池和电解池的工作原理，能写 出电极反应和电池反应方程式。 2、了解常见的化学电源种类及其工作原理 。 3、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解 金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。 活动性不同 两种金属 一种金属和一种可以导电的非金属 电解质溶液 形成闭 合回路 氧化还原 氧化反应还原反应 ()( ) Zn-2e-=Zn2+ 2H+ +2e-= H2 Cu2+2e- =Cu Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu/ Zn+2H+=Zn2+H2 硫酸铜溶液/硫酸溶液 ZnCu e- 阴 离 子 阳 离 子 A 氧化还原反应 借助一定 模型，回 顾所学知 识 思考： 1.原电池的 形成条件？ 2.原电池反 应的结果？ “电子不下水” + + + + CuSO4 溶液 CuSO4 溶液 电流的稳定性 电 流 强 度 Zn+Cu2+=Zn2+Cu 知识之间 的内在生 长点 原电池装置 盐桥的作用 沟通内电路 ，稳定电流 运用科学手 段验证我们 的推理 原电池中盐桥的作用 盐桥的成分：通常装有含琼胶的 KCl 饱和溶液 盐桥的存在：使得阴离子通过“桥”移向负极，阳离子通 过“桥”移向正极；则两烧杯中的电解质溶液均保持电中 性。氧化还原反应得以继续进行，不断产生电流。 有盐桥原电池装置的特点：金属材料与该金属盐溶液在 同一体系中 电电池 负负极反应应 正极反应应 总总反应应式 一次电电池 (锌锰锌锰 干 电电池) 酸性锌锌 锰锰干 电电池 _ _ _ _ 碱性锌锌 锰锰干 电电池 _ _ 2MnO2 2H2O2e =2MnOO H2OH _ _ _ _ 2MnOOH Zn-2e = Zn2 2NH2e =2NH3 H2 Zn2OH-2e- =Zn(OH)2 Zn2MnO2 2H2O= Zn(OH)2 二次电电池(铅铅 蓄电电池) _ _ _ _ 燃料 电电池( 氢氢氧 燃料 电电池) 酸性 氢氢氧 燃料 电电池 2H24H 4e O24e4H 2H2O 2H2 O2 = 2H2O 碱性 氢氢氧 燃料 电电池 2H2 4OH 4H2O4e O24e 2H2O4OH 2H2 O2= 2H2O Pb(s)-2e-+ PbSO4(s) PbO2(s)2e 4H(aq) =PbSO4(s) 2H2O(l) Pb(s)PbO2(s) 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) 2H2O(l) = 答案 D 列物质 标得失 看环境配 守恒 两式加 验总式 判断出电极反应产物,找出得失电子的 数量 两电极反应式相加,与总反应式对照验证 电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存 在，如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生 成水。电极反应式要根据电荷守恒、质量守恒 、电子守恒等加以配平。 答案 C 答案 D 答案 B 2.（2012年广东）碘也可用作心脏起捕器电源 锂碘电池的材料，该电池反应为： 2 Li(s) + I2 (s) = 2 LiI(s) H 碘电极作为该电池的 极。 正 答案 B 4、（2011广东）某小组为研究电化学原理，设计如 图2装置。下列叙述不正确的是（ ） Aa和b不连接时，铁片上会有金属 铜析出 Ba和b用导线连接时，铜片上发生 的反应为：Cu22e Cu C无论a和b是否连接，铁片均会溶 解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 Da和b分别连接直流电源正、负极 ，电压足够大时，Cu2向铜电极移 动 D 答案 A 1、酸性锌锰干电池 干电池用锌制桶形外壳作 负极，位于中央的顶盖有 铜帽的石墨作正极，在石 墨周围填充NH4Cl、ZnCl2 和淀粉作电解质溶液，还 填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2。 (一) 一次电池 练：写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式。 负极 正极 总反应 Zn-2e-=Zn2+ 2NH4+2e-=2NH3+H2 Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2 通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它 已经不能正常供电了？ _我们在使用干电池的 过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池 中的什么成分起了作用？ 锌筒变软，电池表面变得不平整 2MnO2+H2=Mn2O3+H2O 电极总的反应式为： 2NH4Cl+Zn+2MnO2=ZnCl22NH3+Mn2O3+H2O 负极（锌筒）：Zn-2e- + 2OH - =Zn(OH)2 正极（石墨）：2MnO2+ 2e - +2H2O=2MnOOH +2 OH 总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH 2、碱性锌锰干电池 碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，放电容量、时间增 大几倍，不会气涨或漏液。 普通锌锰干电池缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液 3、锂电池 锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)： 8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S 负极： ；正极： 。 用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压 、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域 。 8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S 电解质溶液: 正极：PbO2 负极：Pb H2SO4溶液 负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O 正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O 总反应： 放电-原电池反应 (二)二次电池(可充电) 1、铅蓄电池: 缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、 安全可靠、价格低廉 正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合 金，电解质溶液KOH。反应式为： 2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O 充电 放电 2、银锌蓄电池 1970-1975, 1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 1975-1983, 1975-1983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。 1979-1987,1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池 。 1998-1992, 1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于 核潜水艇。核潜水艇。 练习1：银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源 ，它的充电和放电过