《原电池及其应》PPT课件.ppt

第 22 讲 原电池及其应用,复习目标： 1.了解原电池的工作原理 2.能写出电极反应式和电池总反应方程式 3.了解常见化学电源的种类及其工作原理,一、原电池 1概念,把_转化为_的装置。 2构成条件,(1)两个_电极。,(2)将两个电极插入_中。 (3)用导线连接电极形成_。 (4)具有自发进行的_。,化学能,电能,活泼性不同的,电解质溶液,闭合回路,氧化还原反应,3工作原理(以 ZnCuSO4(aq)Cu 原电池为例),总离子方程式：,动手1：在作业本上设计只用一个烧杯就能 实现该原电池的装置(不带盐桥)。,Zn + Cu2+=Cu + Zn2+,单液原电池,A,CuSO4 溶液,Zn Cu,3工作原理(以 ZnCuSO4(aq)Cu 原电池为例),动手2：带盐桥的双液原电池,1.负极区溶液一般用什么? 负极金属的同离子溶液 2.正极区溶液用什么? 反应溶液 3.盐桥的作用是什么？ 导电并使溶液保持电中性,Zn,Cu,Zn2e=Zn2,Cu22e=Cu,氧化反应,还原反应,由负极沿导线流向正极,3工作原理(以 ZnCuSO4(aq)Cu 原电池为例),问题讨论1： 原电池中活泼金属一定都作负极吗？,金属的活泼性指的是金属在非氧化性酸中反应的活泼性(难易、剧烈程度)，并不说明金属在其他溶液中也很活泼。 如：AlH2SO4(aq) Mg AlNaOH(aq) Mg AlHNO3 (浓)Cu 所以，在对应所给电解质溶液中相对活泼的金属作负极。,问题讨论2： 双液原电池对比单液原电池的优点,避免负极金属与反应溶液直接接触，提高电池效率，提供稳定的电流 解释：直接接触的置换反应电子不经过外电路转移，未形成电流，化学能转化为热能 非工作状态时负极不会损耗(反应可控),问题讨论3： 原电池中阴阳离子如何移动？,思考： 负极_e-，生成了_离子，吸引_离子,失,阳,阴,正极_e-，吸引_离子,得,阳,结论：在原电池的电解质溶液中， 阴离子向负极移动， 阳离子向正极移动。 （口诀：原电池正阳负阴）,问题讨论4： 原电池原理应用：加快反应速率,Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液会_反应速率，请说明理由_ _ Zn与少量CuSO4溶液反应生成少量Cu， Zn、稀H2SO4和Cu形成了原电池，加快了反应速率。,加快,问题讨论5： 如何理解铅蓄电池的正负极反应和总反应？,铅蓄电池（电瓶）二次电池,负极：Pb 2e-,PbH2SO4(aq)PbO2,电池反应：PbPbO22H2SO4 = 2PbSO42H2O,正极反应：PbO2 + 2e- + SO42- +4H+ = PbSO4+2H2O,PbSO4不溶于水,负极反应：Pb 2e- + SO42- = PbSO4, Pb2+,+ SO42-,正极：PbO2 + 2e-, Pb2+,+ SO42-,问题讨论6： 如何书写燃料电池正负极反应和总反应？,燃料：H2、CH4、CH3OH、CH3OCH3、C2H5OH,氧化剂：O2,电解质溶液：H2SO4(aq)、KOH(aq), 正极, 负极,正极,酸性：O2 + 4e-,碱性：O2 + 4e-,+ 4H+ = 2H2O,+ 2H2O = 4OH-,燃料：H2、CH4、CH3OH、CH3OCH3、C2H5OH, 负极,负极,酸性：,碱性：CH4 8e- = CO32-,总结： 第一步：负极燃料 ne- = 氧化产物 第二步：根据电荷守恒配平(考虑酸碱性),- 4,分组讨论并展示负极反应式： 第一组：H2酸性 第二组：H2碱性 第三组：CH3OH酸性 第四组： CH3OH碱性 第五组：CH3OCH3酸性 第六组： CH3OCH3 碱性 第七组：C2H5OH 酸性 第八组： C2H5OH碱性,+8H+,+ 2H2O,+ 7H2O,+ 10OH-,CH4 8e- = CO2,分组讨论并展示负极反应式： 第一组:H2酸性 H2-2e-=2H+ 第二组:H2碱性 H2-2e-+2OH-=2H2O 第三组:CH3OH酸性 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 第四组:CH3OH碱性 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 第五组:CH3OCH3酸性 CH3OCH3-12e-+ 3H2O =2CO2+12H+ 第六组:CH3OCH3碱性 CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 第七组:C2H5OH 酸性 C2H5OH-12e-+ 3H2O =2CO2+12H+ 第八组:C2H5OH碱性 C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O,观察发现：第五组和第七组、第六组和第八组的写法有什么共同点？想想为什么？,观察发现：写法相同。分子式相同，碳的化合价相同,正极,酸性：2O2 + 8e-,碱性：2O2 + 8e-,+ 8H+ = 4H2O,+ 4H2O = 8OH-,负极,酸性：CH4 8e- = CO2,碱性：CH4 8e- = CO32-,+8H+,+ 2H2O,+ 7H2O,+ 10OH-,负极,总式,酸性：,碱性：,CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O,CH4 + 2O2 + 2