高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.3 原电池的工作原理课件 鲁科版选修4.ppt

第3节化学能转化为电能 电池第1课时原电池的工作原理 试剂和仪器 cuso4溶液 锌粉 锌片 铜片 检流计 g 导线 大烧杯 将锌粉加入cuso4溶液中 会发生反应 zn cu2 zn2 cu 该反应是放热反应 请设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施你设计的实验 画出装置图并标出名称 正极 cu cu2 2e cu 还原反应 负极 zn zn 2e zn2 氧化反应 一 原电池的工作原理 1 负极失电子 电子经导线流向正极 溶液中的阳离子在正极表面得电子 cu zn2 cu2 so42 2 电极反应 电子沿导线传递 产生电流 这是改进后的cu zn原电池 仍能形成电流 如图所示 还能形成电流吗 观察 思考 常用琼脂和kcl cl 向锌盐方向移动 k 向铜盐方向移动 使硫酸锌和硫酸铜溶液一直保持电中性 从而保证电子 带负电荷 不断从zn极流向cu极 了解盐桥的成分和作用 导线的作用是传递电子 联通外电路 而盐桥的作用则是联通内电路 同时盐桥还减小副反应的发生 氧化反应 zn 2e zn2 铜锌原电池 电解质溶液h2so4 失e 沿导线传递 有电流产生 还原反应 2h 2e h2 阴离子 阳离子 总反应 负极 正极 2h 2e h2 zn 2e zn2 zn 2h zn2 h2 zn h2so4 znso4 h2 离子方程式 化学方程式 电极反应 正极 负极 氧化反应 还原反应 阳离子 原电池原理 外电路 内电路 原电池的构成条件 有两个活动性不同的电极 电极材料均插入电解质溶液中 两极相连形成闭合电路 一个自发进行的氧化还原反应 例2关于如图所示装置的叙述 下列叙述正确的是 a 铜是阳极 铜片上有气泡产生b 铜片质量逐渐减少c 电流从锌片经导线流向铜片d 铜离子在铜片表面被还原 d 不一定 例如 负极 2al 8oh 6e 2 al oh 4 正极 6h2o 6e 3h2 6oh 根据金属活动性顺序表可知 镁比铝活泼 用镁和铝作原电池的两电极 镁一定作负极吗 总反应 2al 2oh 6h2o 2 al oh 4 3h2 二 原电池原理的应用 1 加快氧化还原反应的速率 原因 锌置换出铜 形成铜 锌原电池 加快了反应速率 例如 用锌和稀硫酸反应制氢气 常加入少量cuso4溶液 cu zn cuso4溶液 2 比较金属的活动性 一般负极是活泼金属 正极金属的活泼性较弱 例 把a b c d四块金属浸泡在稀硫酸中 用导线两两相连可以组成各种原电池 若a b相连时 a为负极 c d相连时 c为负极 a c相连时 c为正极 b d相连时 b为正极 则这四种金属的活动性顺序由大到小为 a b c d a c d b a c d b 1 如图所示 在铁圈和银圈的焊接处 用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中 使之平衡 小心地向烧杯中央滴入cuso4溶液 片刻后可观察到的现象是 a 铁圈和银圈左右摇摆不定b 保持平衡状态c 铁圈向下倾斜d 银圈向下倾斜 d 2 对于原电池的电极名称 下列叙述正确的是 a 电子流入的为负极b 比较活泼的为正极c 电子流入的为正极d 发生氧化反应的为正极 c 3 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源 其充电和放电过程可以表示为 2ag zn oh 2ag2o zn h2o 则电池放电时 负极上发生反应的物质是 a agb zn oh 2c ag2od zn d 0 2 不要妄自菲薄 你要始终认为自己是很有价值的 第2课时化学电源 16 1 了解常见化学电源的种类及其工作原理 2 通过学习几种重要的化学电源 了解原电池在实际生活中的应用 17 锂电池 干电池 叠层电池 钮扣电池 化学电源 能够实际应用的原电池 18 化学电源 一次电池 二次电池 燃料电池 碱性锌锰电池 铅蓄电池 氢氧燃料电池 锂离子电池 银锌蓄电池 普通锌锰干电池 锌银钮扣电池 干电池 蓄电池或可充电电池 了解化学电源的分类 19 1 普通锌锰电池 一 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 防止产生极化现象 20 负极 正极 zn 2e zn2 2nh4 2e 2nh3 h2 1 酸性锌锰电池 请写出各电极的电极反应 21 2 碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵作电解质 其电极反应为 负极 zn 2oh 2e zno h2o正极 mno2 2h2o 2e mn oh 2 2oh 电池反应为 zn mno2 h2o zno mn oh 2 0 4 2 2 22 铅蓄电池 1 正负极材料 正极 pbo2 负极 pb 电解质 h2so4溶液 2 二次电池 既能放电又能充电 23 正极 阴极 阳极 pb pbo2 2h2so42pbso4 2h2o 充电 放电 负极 放电 原电池 充电 电解池 pb 2e so42 pbso4 pbo2 2e so42 4h pbso4 2h2o pbso4 2e pb so42 pbso4 2e 2h2o pbo2 so42 4h 0 4 2 24 2 工作机制 1 铅蓄电池的负极材料是 2 放电时pbo2电极上发生反应 pb电极上发生反应 填 氧化 或 还原 3 充电时 电池反应为 pb 还原 氧化 2pbso4 2h2o pbo2 pb 2h2so4 25 3 新型燃料电池 利用氢气 天然气等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池 用途 宇宙飞船 应用前景广阔 26 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 不断从外界输入 同时将电极反应产物不断排出电池 优点 能量转化率高 可持续使用 对环境友好 27 负极 2h2 4e 4h 正极 o2 4e 4h 2h2o 总反应方程式 2h2 o2 2h2o 1 酸性氢氧燃料电池 28 2 碱性氢氧燃料电池 电池总反应 2h2 o2 2h2o 负极 2h2 4oh 4e 4h2o 正极 o2 2h2o 4e 4oh 29 酸性和碱性氢氧燃料电池中 反应进行一段时间后电解质溶液的ph分别如何变化 碱性氢氧燃料电池中ph变小 酸性氢氧燃料电池中ph变大 30 固体燃料电池 2h2 4e 2o2 2h2o o2 4e 2o2 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 31 将铂丝插入koh溶液作电极 然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气 可以形成原电池 由于发生的反应类似于甲烷的燃烧 所以称作甲烷燃料电池 根据对两极上反应的实质判断 通入甲烷的一极为 这一极的电极反应为 通入氧气的一极为 电极反应为 总反应为 负极 ch4 8e 10oh co32 7h2o 正极 o2 4e 2h2o 4oh ch4 2o2 2koh k2co3 3h2o 32 1 碱性锌锰干电池电池反应 zn mno2 h2o zno mn oh 2正极 mno2 2h2o 2e mn oh 2 2oh 负极 zn 2oh 2e zno h2o 0 4 2 2 33 1 某种锂电池的总反应为li mno2 limno2 下列说法正确的是 a li是正极 电极反应为li e li b li是负极 电极反应为li e li c li是负极 电极反应为mno2 e mno2 d li是负极 电极反应为li 2e li2 b 3 34 2 锌锰干电池在放电时电池总反应方程式可以表示为 zn 2mno2 2nh4 zn2 mn2o3 2nh3 h2o在此电池放电时 正极 碳棒 上发生反应的物质是 a mno2和nh4 b zn2 和nh4 c znd 碳棒 a 35 3 如图为一种钮扣微型电池 其电极分别为ag2o和zn 电解质溶液是koh溶液 俗称银锌电池 该电池的总反应式为 zn ag2o zno 2ag 根据以上提供的资料 判断下列说法正确的是 a 锌为正极 ag2o为负极b 放电时正极附近溶液的ph升高c 放电时负极附近溶液的ph升高d 溶液中阴离子向正极方向移动 阳离子向负极方向移动 b 36 4 随着生活水平的不断提高 废电池必须集中处理的问题被提到议事日程上来 首要原因是 a 利用电池外壳的金属材料b 回收其中的石墨电极c 不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品d 防止电池中的汞 镉 铅等重金属离子污染