原电池（整合）.ppt

原电池原理 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 演示讨论 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 原电池演示 导线间接一电流计有何现象产生 为什么 原因分析 在实验1中 发生了一个自发进行的氧化还原反应 Zn 2H Zn2 H2 在实验4 5中 Cu极上放出了H2 说明在Cu极上发生了反应 e 得到的电子从何处来 Cu Zn 电子的运动 电子的定向移动形成电流 正负极 电子流出的一极是 负极 Zn 电子流入的一极是 正极 Cu H2SO4 e e e e e e H Zn2 H SO42 1 化学能 转化为 的 装置 就叫 原电池 把 电能 什么是原电池 一 原电池 4 原电池的工作原理什么 氧化反应 Zn 2e Zn2 铜锌原电池 电解质溶液 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 原电池的构成条件探究 实验5 实验6 实验7 Zn 结论 无电流通过 不构成原电池 原电池的构成条件探究 实验8 无电流通过 不构成原电池 条件一 实验9 原电池的构成条件探究 实验10 无电流通过 不构成原电池 条件二 原电池的构成条件探究 实验11 无电流通过 不构成原电池 条件三 共同讨论后的总结原电池的构成条件 有活动性不同的电极材料 形成闭合回路 电极插入电解质溶液中 有自发进行的氧化还原反应发生 返回 实质 条件一 条件二 条件三 3 简单原电池的正负极和电子流向如何判断 负极 电子 电流 是不活泼金属或非金属 正极 是活泼金属 本身失去电子 发生氧化反应 进电子 本身不反应 得电子发生还原反应 是溶液中的阳离子 要用到金属活动性顺序表 注意 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 活泼性 还原性依次减弱 正负两极上进出电子总数相等 根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算 原电池反应跟直接反应差别 反应速率加快 一般只有一个电极直接参加反应 原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正 氧化 负 还原 两极进行 负极上失去的电子流入正极 从而产生电流 明确以下几点 利用原电池原理可制作各种电池 如干电池 铅蓄电池 银锌电池 锂电池 氢氧燃料电池 练习 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 Zn 2e Zn2 Zn 2H Zn2 H2 负极 正极 总反应 正极 负极 总反应 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 Zn 2H Zn2 H2 Fe 2e Fe2 Cu2 2e Cu Fe Cu2 Fe2 Cu Fe CuSO4 Cu FeSO4 负极 正极 总反应 Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu Zn Cu2 Zn2 Cu 或Zn CuSO4 ZnSO4 Cu 负极 正极 总反应 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 Fe 2H Fe2 H2 或Fe H2SO4 FeSO4 H2 2 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 小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液 片刻后可观察到的现象是 3 试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池 Zn 2AgNO3 Zn NO3 2 2Ag 2Fe3 Fe 3Fe2 D Zn AgNO3 C Fe Fe2 SO4 3 C 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 本节要点 1 原电池概念 2 构成原电池的条件 3 原电池的正负极和电子流向判断 4 原电池的工作原理 小结 大胆的创新设计 请根据原电池的工作原理和你学过的氧化还原反应的知识 设计几个对你而言有创新的原电池装置图 提示 负极 锌筒 Zn 2e Zn2 正极 石墨 总反应 1 锌 锰干电池 2NH4 2MnO2 2e 2NH3 Mn2O3 H2O Zn 2NH4 2MnO2 Zn2 2NH3 Mn2O3 H2O 二 常见化学电源 2 铅蓄电池 负极Pb Pb SO42 2e PbSO4 正极PbO2 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O 总反应 3 锂电池 非水有机溶剂电解液 负极 2Li 2e 2Li 正极 I2 2e 2I 总反应 2Li I2 2LiI 跟相同质量的其它金属作负极相比 使用寿命延长 高能 质轻 电压高 工作效率高 储存寿命长 4 燃料电池 负极H2 2H2 4OH 4e 4H2O 正极O2 O2 2H2O 4e 4OH 总反应 O2 2H2 2H2O 氢氧燃料电池是一种新型的化学电池 其构造如图示 两个电极均由多孔性碳制成 通入的气体由孔隙逸出 并在电极表面放电 5 海水电池 电解质溶液为海水 负极 4Al 12e 4Al3 正极 3O2 6H2O 12e 12OH 总反应 4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3 钮扣电池 不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒 盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料 负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料 电解质溶液为浓KOH溶液 已知电池内Zn的氧化产物为ZnO 6 银 锌电池 负极 Zn 2OH 2e ZnO H2O 正极 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 总反应 Ag2O Zn ZnO 2Ag 三 金属的电化学腐蚀 1 化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀 这类反应比较简单 仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应 2 电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时 会发生原电池反应 比较活泼的金属失电子而被氧化 这种腐蚀叫电化学腐蚀 负极 Fe 2Fe 4e 2Fe2 正极 C O2 2H2O 4e 4OH 总反应 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 2 1 在潮湿的空气里 钢铁表面吸附了一层水膜 2 水膜里含有少量H 和OH 还溶解了O2 在钢铁表面形成一层电解质溶液 3 钢铁里的铁和碳以及电解质溶液形成了无数微小的原电池 4 钢铁腐蚀的原电池反应 负极 Fe Fe 2e Fe2 正极 C 2H 2e H2 总反应 Fe 2H Fe2 H2 3 金属的防护 改变金属内部的组织结构 制成合金 在金属表面覆盖保护层 电化学保护法 即将金属作为原电池的正极 原电池电极反应式的书写注意事项 1 注意电极反应 负极氧化 正极还原 2 要注意电荷守恒 两电极反应转移的电子数相等 有可能在电极方程式两边添加H OH H2O等 以遵循电荷守恒和质量守恒 3 要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应 小结 化学腐蚀与电化腐蚀 金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 即为金属的腐蚀 其本质是金属原子失去电子被氧化的过程 金属的腐蚀及其防护 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以Fe为例 O2 2H2O 4e 4OH 2H 2e H2 Fe 2H Fe2 H2 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 2 Fe 2e Fe2 练习2 蓄电池在放电时起原电池的作用 在充电时起电解池的作用 下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应 Fe NiO2 2H2OFe OH 2 Ni OH 2下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是 A 放电时 Fe是负极 NiO2是正极B 蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C 充电时 阴极上的电极反应为 Fe OH 2 2e Fe 2OH D 放电时 电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 B D 练习3 航天技术上使用的氢氧