原电池最新版

1、.,第三单元 化学能与电能的转化,.,.,.,1.原电池的工作原理,锌铜原电池,.,.,将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？,将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？,.,若将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？,将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？,.,导线间接一电流计有何现象产生？为什么？,.,铜片上没有明显现象，锌片上有无色气体产生。,铜片上没有明显现象，锌片上有无色气体产生。,铜片上有无色气体产生，锌片无明显现象。,铜片上有无色气体产生，锌片无明显现象，电流计发生偏转。,H+在铜片上得到电子被还原成氢气。

2、,H+在铜片上得到电子被还原成氢气，说明有电子从锌片流入到铜片.,.,问题探究 1、你能找到原电池的正负极吗? 原电池在工作时的电流流动方向是怎样的？,2、你知道原电池的工作原理吗？ 能不能写出在二个电极上的离子反应方程式？,.,电子由锌片经导线流向铜片，电流由铜片流出，从锌片流入。,问题探究 1、你能找到原电池的正负极吗? 这一原电池在工作时的电流流动方向是怎样的？,2、你知道原电池的工作原理吗？ 能不能写出在二个电极上的离子反应方程式？,、 锌片： Zn2eZn2+（氧化反应） 铜片： 2H+2eH2（还原反应）,原电池的工作原理：氧化还原反应,.,锌铜原电池原理,.,氧化反应,Zn2e-

3、 Zn2+,2H+ + 2e-H2,负极,正极,Zn+2H+Zn2+H2,锌铜原电池原理,还原反应,.,实验探究形成原电池的条件,2.原电池的形成条件,.,形成条件一：活泼性不同的两个电极,负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等,2.原电池的形成条件,.,2.原电池的形成条件,.,形成条件二：电极需插进电解质溶液中,电解质溶液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。,2.原电池的形成条件,.,2.原电池的形成条件,.,2.原电池的形成条件,形成条件三：必须形成闭合回路,.,2.原电池的形成条件,.,形成条件四：必须存在自发的氧化还原反应,2.原电池的形成条件,.,2.原电池的形成条

4、件,总结,.,3.原电池正负极判断,(1)根据组成原电池的两极材料判断 (2)根据原电池两极发生的变化来判断 (3)根据电流方向或电子流动方向判断 (4)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断 (5)根据现象判断,.,(1)根据组成原电池的两极材料判断 一般是活动性较强的金属为负极；活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据原电池两极发生的变化来判断 原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。 (3)根据电流方向或电子流动方向判断 电流是由正极流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。 (4)根据原电池中电解质溶液内离子的定向移动方向判断 在原电池的电解质

5、溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 (5)根据现象判断 溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。,3.原电池正负极判断,.,.,4.原电池的表示方法,(1) 负极(如Zn棒与Zn2+离子溶液)写在电池符号表示式的左边 正极(如Cu棒与Cu2+离子溶液)写在电池符号表示式的右边 (2) 以化学式表示电池中各物质的组成，溶液要标上活度或浓度(mol/L) 若为气体物质应注明其外压(Pa)，还应标明当时的温度。 如不写出,则温度为298.15 K,气体分压为101.325 kPa,溶液浓度为1 mol/L。 (3) 以符号“|”表示不同物相之间的接界,用“|”表示盐桥。 同一相中的不同

6、物质之间用“ ，”隔开。 (4) 非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半 电池时,需外加惰性导体(如铂或石墨等)做电极导体。其中,惰性导体不参与电极反应, 只起导电(输送或接送电子)的作 用,故称为“惰性”电极。,.,5.电极反应式的书写,(1)负极反应式的书写 活泼金属作负极时，本身被氧化： 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金属阳离子，如Zn2e=Zn2，Cu2e=Cu2。,若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，应写成“金属失电子的反应式”与“阳离子与电解质溶液反应的反应式”相叠加的形式。 如：MgAl (KOH为电解质)原电池， 负极反应式为

7、：Al3e4OH=AlO2-2H2O； 铅蓄电池负极反应式：Pb2eSO42-=PbSO4。,.,5.电极反应式的书写,负极材料本身不反应时 常见书写方法为： H2O2(H2SO4)燃料电池，负极反应式为： H22e=2H H2O2(KOH)燃料电池，负极反应式为： H22e2OH=2H2O,.,5.电极反应式的书写,(2)正极反应式的书写 首先根据化合价变化或氧化性强弱判断哪种微粒得电子。 其次确定该微粒得电子后变成哪种形式。 如H2O2(H2SO4)原电池，正极反应式为： O24e4H=2H2O H2O2(KOH)原电池，正极反应式为： O24e2H2O=4OH,.,5.电极反应式的书写,

8、.,6.设计原电池,.,6.设计原电池,.,6.设计原电池,请利用氧化还原反应Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2，设计一个原电池。,.,6.设计原电池,请利用氧化还原反应Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2，设计一个原电池。,【解析】该氧化还原反应可拆分为如下两个半反应：氧化反应(负极反应)：Cu2e=Cu2。 还原反应(正极反应)：2Fe32e=2Fe2。综合原电池的构成条件可确定，负极材料为铜，正极材料可用石墨，电解质溶液为FeCl3溶液。,【答案】 该原电池可设计成如下图所示装置。,.,7.化学电源,（1）一次电池（如干电池）:用过后不能复原 （2）二次电池（如蓄电池）:充电后

9、能继续使用 （3）燃料电池 （4）海水电池,.,负极（锌筒）： 正极（石墨）： 总反应：,干电池 Zn- Mn普通干电池,（1）一次电池,7.化学电源,.,负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+ 正极（石墨）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2+ Mn2O3+2NH3+H2O,干电池 Zn- Mn普通干电池,（1）一次电池,7.化学电源,.,锌锰碱性电池是一种新型的干电池。 正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn， 还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液， 总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2

10、MnOOH 请写出电极反应式并分析其工作原理。,碱性Zn- Mn干电池,.,锌锰碱性电池是一种新型的干电池。 正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn， 还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液， 总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH 请写出电极反应式并分析其工作原理。,负极：Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO（OH）,碱性Zn- Mn干电池,.,银锌电池钮扣电池 该电池使用寿命较长，广泛用于

11、电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。发生反应后生成Ag和ZnO,其电极反应式为：,银锌纽扣电池,（2）二次电池,.,银锌电池钮扣电池 该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。发生反应后生成Ag和ZnO,其电极反应式为：,负极：Zn+2OH-2e- = ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,银锌纽扣电池,总反应式为：Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag,（2）二次电池,.,（2）二次电池,铅蓄电池,（1）电极材料及原料 （2）电解质溶液 （3）电极反应式：,正极： 负极：,.,（2）

12、二次电池,铅蓄电池,（1）电极材料及原料 （2）电解质溶液 （3）电极反应式：,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：,.,铅蓄电池的放电过程原电池,铅蓄电池的充电过程电解池,铅蓄电池的充放电过程,.,负极：Pb+SO42- =PbSO4+2e- 正极：PbO2+SO42-+4H+2e- =PbSO4+ 2H2O 电池总反应：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2Pb

13、SO4+2H2O,铅蓄电池的放电过程原电池,铅蓄电池的充电过程电解池,铅蓄电池的充放电过程,.,阴极： PbSO4 +2e- Pb+SO42- 阳极： PbSO4+ 2H2O PbO2+SO42-+4H+2e- 电池总反应：2PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2SO42- +4H+,铅蓄电池的放电过程原电池,铅蓄电池的充电过程电解池,铅蓄电池的充放电过程,负极：Pb+SO42- =PbSO4+2e- 正极：PbO2+SO42-+4H+2e- =PbSO4+ 2H2O 电池总反应：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O,.,负极：Pb+SO42- =PbSO4+

14、2e- 正极：PbO2+SO42-+4H+2e- =PbSO4+ 2H2O 电池总反应：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O,阴极： PbSO4 +2e- Pb+SO42- 阳极： PbSO4+ 2H2O PbO2+SO42-+4H+2e- 电池总反应：2PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2SO42- +4H+,铅蓄电池的放电过程原电池,铅蓄电池的充电过程电解池,铅蓄电池的充放电过程,.,把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”,优点：效率高、无污染，装置可持续使用,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界

15、输入，同时将电极反应产物不断排出电池,（3）燃料电池,.,燃料电池,负极：2H2+4OH-4e-=4H2O 正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应：O2+2H2=2H2O,常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。,如图电池反应,.,（4）海水电池,1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电 池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电 解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。 这种海水电池的能量比“干电池”高2050倍。电极 反应式为： 负极： 正极： 电池总反应：,4Al - 12e-= 4Al 3+,3O2+ 6H2O +12e-

16、= 12 OH -,4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3,.,怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？ 书写步骤： （1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应； （2）写出正极的电极反应式(一般较简单); （3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。,.,怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？ 书写步骤： （1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应； （2）写出正极的电极反应式(一般较简单); （3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。,正极反应一般为 酸性介质 碱性介质,O2+4H+4e=2H2O,O2+2H2O+4e=4OH

17、-,.,CH4、O2、NaOH组成的燃料电池 1.燃烧总化学反应： CH4+2O2CO2+2H2O 2.燃料电池总反应： 3.正极： 4.负极：,.,CH4、O2、NaOH组成的燃料电池 1.燃烧总化学反应： CH4+2O2CO2+2H2O 2.燃料电池总反应： 3.正极： 4.负极：,CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O,.,CH4、O2、NaOH组成的燃料电池 1.燃烧总化学反应： CH4+2O2CO2+2H2O 2.燃料电池总反应： 3.正极： 4.负极：,CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O,2O2+4H2O+8e= 8OH-,CH4+10OH-8e

18、= CO32-+7H2O,.,8.金属的腐蚀/防护,.,8.金属的腐蚀/防护,.,8.金属的腐蚀/防护,金属的防护,.,9.常用原电池方程式,.,9.常用原电池方程式,.,9.常用原电池方程式,.,9.常用原电池方程式,.,9.常用原电池方程式,.,10.习题讲解,.,1：,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,.,1：,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.,( ),( ),.,1：,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e- Zn2+,2H+2e- H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e - Fe2+,Cu2+2e- Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,.,2(2012经典习题选萃)下列叙述是某同学做完铜锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是( ) A构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B由铜、锌作为电极与硫酸