高三化学一轮总复习 第9章 电化学基础（第27课时）原电池 化学电源课件.ppt

化学能 电能 活泼性不同 电解质 闭合 自发 zn zn 2e zn2 氧化 cu 2h 2e h2 还原 负 失去 外电路 正 得到 一次 二次 燃料 输出电能 输出功率 储存时间 zn zn 2oh 2e zn oh 2 mno2 zn 2oh 2e zn oh 2 ag2o h2o 2e 2ag 2oh pb pb s so42 aq 2e pbso4 s pbo2 pbso4 s 2e pb s so42 aq 燃料和氧化剂 不参与氧化还原反应 催化转化元件 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 2h2 o2 2h2o 2h2 4oh 4e 4h2o o2 2h2o 4e 4oh 2h2 o2 2h2o b a c c 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 先写出难度较小的总反应式 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的熔融盐混合物反应 所以总反应式为2co o2 2co2 同时又知负极反应式2co 2co32 4e 4co2 根据加和性原则可得正极反应式 答案 o2 2co2 4e 2co32 2co o2 2co2 是否共存原则电极反应式的书写必须考虑介质环境 物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同 思考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同的介质环境中的电极反应式 1 电解质溶液为koh溶液时 2 电解质溶液为h2so4溶液时 解析 ch4应在负极参加反应 o2应在正极参加反应 根据是否共存原则 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 根据是否共存原则 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 答案 1 负极 ch4 8e 10oh co32 7h2o正极 2o2 4h2o 8e 8oh 2 负极 ch4 8e 2h2o co2 8h 正极 2o2 8e 8h 4h2o 加氧失氧原则 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 根据加氧原则 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 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的总电极反应式 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 其正极反应式 pbo2 2e so42 4h pbso4 2h2o 中性吸氧反应生碱原则在中性电解质溶液环境中 通过金属吸氧所建立起来的原电池反应 其反应的最后产物是碱 思考3 1991年 我国首创以铝 空气 海水组成的新型电池 用作航海标志灯 这种海水电池的能量比 干电池 高20 50倍 试写出该电池正负极的电极反应式 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通过铝吸氧而建立起来的 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 铁的吸氧腐蚀等都符合这个原则 自发性原则如果以较活泼金属 金属活动性顺序表pt以前 作原电池的电极材料 一般以能自发的与电解质溶液反应的电极材料作负极 如果正 负极都能与电解质溶液反应 则较活泼的电极材料作负极 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溶液自发的进行反应 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 再结合是否共存原则 相应的电极反应式 负极 al 4oh 3e alo2 2h2o 正极 2h2o 2e h2 2oh 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 2 书写技巧 列物质 标得失 选离子 配电荷 配个数 巧用水 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的离子 如h oh 和水等 如氧化 或还原 产物能与之发生反应 则其一般书写在电池反应式中 3 复杂电极反应式的书写方法 1 首先确定总反应 2 根据化学反应确定原电池的正 负极 3 由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极的电极反应式 如 4价的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 二 原电池原理的应用1 加快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 加快了电子的转移 从而加快了化学反应速率 如 实验室利用zn与稀h2so4反应制取h2时 稀h2so4中滴入几滴cuso4溶液 从而加快了h2的逸出 2 比较金属的活泼性根据溶解 或质量减轻 的为负极 质量增加 或产生气泡 的为正极 结合负极活泼性 正极活泼性 便可作出结论 3 用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护 例如 要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等 可用导线将其与一块锌块相连 使锌作原电池的负极 4 设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件 具体方法是 1 首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应 2 根据原电池的电极反应特点 结合两个半反应找出正 负极材料及电解质溶液 电极材料的选择在原电池中 选择还原性较强的物质作为负极 并且原电池的电极必须导电 电池中的负极必须能够与电解质溶液反应 电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应 或者电解质溶液中溶解的其他物质 如空气中