高三化学总复习第9章电化学基础第27课时原电池化学电源省公开课一等奖新名师获奖课件

1/862/86化学能

电能

活泼性不一样

电解质

闭合

自发

3/86Zn

Zn－2e－===Zn2＋

氧化

Cu

2H＋＋2e－===H2↑

还原

4/86负

失去

外电路

正

得到

5/866/867/868/86一次

二次

燃料

输出电能

输出功率

储存时间

9/86Zn

Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2

MnO2

2MnO2＋2H2O＋2e－

===2MnO(OH)＋2OH－

10/86Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2

Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－

11/86Pb

Pb(s)＋SO42－(aq)－2e－===PbSO4(s)

PbO2

PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO42－(aq)＋2e－

===PbSO4(s)＋2H2O(l)

PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO42－(aq)

PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)

＋SO42－(aq)

12/86燃料和氧化剂

不参加氧化还原反应

催化转化元件

13/862H2－4e－===4H＋

O2＋4H＋＋4e－===2H2O

2H2＋O2===2H2O

2H2＋4OH－－4e－===4H2O

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

2H2＋O2===2H2O

14/8615/86B16/86A17/8618/86C19/8620/86C21/8622/8623/8624/8625/8626/8627/8628/8629/86负极反应式：2CO＋2CO32－－4e－===

4CO2；正极反应式：________________________________________________________________________；总反应式：________________________________________________________________________。【解析】进行逆向思维。先写出难度较小总反应式，再写出正极反应式。由题意可知负极燃气和正极助燃气反应生成CO2，而CO2又不与Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物反应，所以总反应式为2CO＋O2===2CO2，同时又知负极反应式2CO＋2CO32－－4e－===4CO2，依据加和性标准可得正极反应式。30/86【答案】O2＋2CO2＋4e－===2CO3

2-2CO＋O2===2CO2

31/86②是否共存标准电极反应式书写必须考虑介质环境，物质得失电子后在不一样介质环境中所存在形式不一样。思索2：燃料电池能量转化率高，有利于节约能源。分别写出甲烷燃料电池在不一样介质环境中电极反应式：(1)电解质溶液为KOH溶液时；(2)电解质溶液为H2SO4溶液时。32/86【解析】

CH4应在负极参加反应，O2应在正极参加反应。依据是否共存标准，碱性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H＋参加反应，故负极反应式：CH4—8e－＋10OH－===CO32－＋

7H2O，正极反应式：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。若电解质溶液换成酸性溶液，依据是否共存标准，不可能有OH－参加或生成，负极反应式：CH4

—8e－＋2H2O===CO2＋8H＋，正极反应式：2O2＋8e－＋

8H＋===4H2O。33/86【答案](1)负极：CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－34/86(2)负极：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋正极：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O③加氧失氧标准ⅰ.加氧时，就在反应物中加H2O或OH－a．在中性或碱性溶液中加OH－如纽扣电池以KOH溶液为电解质溶液，其总反应式：Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO，依据加氧标准，负极反应式：Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2Ob．在酸性溶液中加H2O如铅蓄电池以硫酸为电解质溶液，其充电时，总反应式为：2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4，其阳极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋

SO42－＋

4H＋35/86ⅱ.失氧时应在反应物中加H2O或H＋a．在中性或碱性溶液中加H2O如纽扣电池(碱性)正极反应式：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－b．在酸性溶液中加H＋如铅蓄电池在放电时总电极反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，其正极反应式：PbO2＋

2e－＋SO42－＋

4H＋===PbSO4＋2H2O④中性吸氧反应生碱标准在中性电解质溶液环境中，经过金属吸氧所建立起来原电池反应，其反应最终产物是碱。思索3：1991年，我国首创以铝、空气、海水组成新型电池，用作航海标志灯，这种海水电池能量比“干电池”高20～50

倍，试写出该电池正负极电极反应式。36/86【答案】负极：4Al－12e－===4Al3＋正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－【解析】此原电池是在海水这个中性环境中经过铝吸氧而建立起来，其负极反应式：4Al－12e－===4Al3＋，正极反应式：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－，除此之外，如锌电池、铁吸氧腐蚀等都符合这个标准。37/86⑤自发性标准假如以较活泼金属(金属活动性次序表Pt以前)作原电池电极材料，普通以能自发与电解质溶液反应电极材料作负极，假如正、负极都能与电解质溶液反应，则较活泼电极材料作负极。38/86【解析】(1)电解质溶液为稀硫酸时，Mg、Al都能与稀硫酸反应，但Mg比Al活泼，所以Mg作负极，Al作正极，故电极反应式为：负极：Mg－2e－===Mg2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑。(2)电解质溶液换为NaOH溶液时，Mg不能与NaOH溶液自发进行反应，而Al是两性金属，能与NaOH溶液反应，所以该原电池装置中，Al作负极，Mg作正极，再结合是否共存标准，对应电极反应式：负极：Al＋4OH－－3e－===AlO2－＋2H2O，正极：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。39/86【答案】(1)负极：Mg－2e－===Mg2＋

正极：2H＋＋2e－===H2↑(2)负极：2Al＋8OH－－6e－===2AlO2－＋4H2O正极：6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－40/86(2)书写技巧①列物质、标得失；②选离子、配电荷；③配个数、巧用水；④两式加、验总式。强调：负极：还原剂－ne－===氧化产物正极：氧化剂＋ne－===还原产物电解质溶液中离子(如H＋、OH－)和水等，如氧化(或还原)产物能与之发生反应，则其普通书写在电池反应式中。3．复杂电极反应式书写方法(1)首先确定总反应。(2)依据化学反应确定原电池正、负极。(3)由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极电极反应式，如＋4价C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在。41/8642/8643/8644/8645/8646/86二、原电池原理应用1．加紧化学反应速率理论上，氧化还原反应均可设计成原电池，因有电流产生，加紧了电子转移，从而加紧了化学反应速率。如：试验室利用Zn与稀H2SO4反应制取H2时，稀H2SO4中滴入几滴CuSO4溶液，从而加紧了H2逸出。2．比较金属活泼性

依据溶解(或质量减轻)为负极，质量增加(或产生气泡)为正极，结合负极活泼性＞正极活泼性，便可作出结论。47/863．用于金属防护

使被保护金属制品作原电池正极而得到保护。比如，要保护一个铁质输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池负极。4．设计制作化学电源设计原电池时要紧紧围绕原电池组成条件。详细方法是：(1)首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；(2)依据原电池电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液。48/86①电极材料选择在原电池中，选择还原性较强物质作为负极，而且原电池电极必须导电，电池中负极必须能够与电解质溶液反应。②电解质溶液选择电解质溶液普通要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解其它物质(如空气中氧气)能与负极发生反应。但假如两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中电解质溶液应选择含有与电极材料相同阳离子。如在铜­锌­硫酸组成原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋溶液中。49/86