第1节 原电池（上课）.ppt

第四章电化学基础 第一节原电池 火力发电过程 化学能 机械能 发电机 燃烧 蒸汽 电能 热能 火力发电有哪些弊端呢 氧化还原反应 可燃物 火力发电虽然是我国的主要供电方式 但从上面分析可知 火力发机械设备复杂 能效不高 污染较大 且是不可再生能源 很显然不符合 科学发展观 的基本要求 必须通过一定的装置 电化学 指研究化学能与电能之间相互转换的装置 过程和效率的科学 过程及装置分按电化学反应 2 借助电流而发生反应及装置 如 电解池 1 产生电流的化学反应及装置 如 原电池等 1780年 意大利生物学家伽伐尼 galvani l 在做青蛙的解剖实验时发现有青蛙抽搐现象 原电池的雏形 理论解释 生物电观点 形形色色的电池 新华社伦敦3月12日电英国锡里斯电力公司成功研制出功率为1千瓦的环保燃料电池 可以充当家用 电站 为普通家庭提供电力和热水 这种新型燃料电池可以制造成体积非常小 甚至可以握在掌心里 这是电池世界的又一创举 中国环境报 消息 2006年3月12日 英国成功研制出微型家用 电站 在cuso4溶液中放入一片zn 将发生下列氧化还原反应 zn s cu2 aq zn2 aq cu s 1 原电池 实验4 1 注意实验装置及现象 1 电流表发生偏转 2 铜片上有铜析出 锌片不断溶解 3 取出盐桥 指针回零点 这时电子直接从zn原子传递给cu2 使cu2 在zn片上还原而析出金属cu 同时zn氧化为zn2 进入溶液 这个反应同时有热量放出 这是化学能转化为电能的结果 但对外得不到电流 锌铜原电池装置示意图 cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn 电流计发生偏转 cu zn 电流计发生偏转 cu zn 电流计发生偏转 cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn cu zn 1 原电池的定义 2 原电池反应的本质 3 构成原电池的条件 将化学能转化为电能的装置叫做原电池 氧化还原反应 两个活动性不同的金属 或其中一种为非金属 即作导体用 作电极 电解质溶液 形成闭合回路 在这种电解质溶液中能自发地进行氧化还原反应 内部条件 原电池是由两个半电池组成的 a b c d e f m n 下列哪几个装置能形成原电池 o v x v v x x x v v 思考与练习 电池反应 zn cu2 cu zn2 离子方程式 zn cuso4 znso4 cu 化学方程式 正极 铜电极 cu2 2e cu负极 锌电极 zn 2e zn2 4 电极反应 半电池中的反应就是半反应 即电极反应 氧化反应 还原反应 5 盐桥的作用 使cl 向锌盐方向移动 k 向铜盐方向移动 使zn盐和cu盐溶液一直保持电荷平衡 组成内部闭合回路 从而使电子不断从zn极流向cu极 6 电解质溶液和电极材料的选择 活泼性不同的两种金属 如锌铜原电池 锌作负极 铜作正极 金属和非金属 如锌锰干电池 锌作负极 石墨棒作正极 金属和化合物 如铅蓄电池 铅块作负极 pbo2作正极 惰性电极 如氢氧燃料电池中 两根电极均可用pt 2 电池的电极材料必须能导电 1 电解质溶液一般要能够与负极发生反应 但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行 则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子 7 原电池的正负极的判断方法 电子流出的极电子流入的极 负极 正极 较活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极质量减少的电极 负极 正极 正极 负极 有气泡冒出的电极为正极 发生氧化反应的极发生还原反应的极 负极 正极 工作后 工作后 微观判断 根据电子流动方向 1 比较金属活动性强弱 例1下列叙述中 可以说明金属甲比乙活泼性强的是 a 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中 乙溶解 甲上有h2气放出 b 在氧化 还原反应中 甲比乙失去的电子多 c 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 d 同价态的阳离子 甲比乙的氧化性强 c 8 原电池原理应用 2 比较反应速率快慢 例2 下列制氢气的反应速率最快的是 a 纯锌和1mol l硫酸 b 纯锌和18mol l硫酸 c 粗锌和1mol l盐酸 d 纯锌和1mol l硫酸的反应中加入几滴cuso4溶液 d 3 比较金属腐蚀的快慢 例3 下列各情况 在其中fe片腐蚀由快到慢的顺序是 2 1 3 例4 下列装置中四块相同的zn片 放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 4 2 1 3 4 判断溶液ph值变化 例5 在cu zn原电池中 200mlh2so4溶液的浓度为0 125mol l 若工作一段时间后 从装置中共收集到0 168l升气体 则流过导线的电子为 mol 溶液的ph值为 溶液体积变化忽略不计 0 2 解得 y 0 015 mol x 0 015 mol 3 75 10 4 mol l ph lg3 75 10 4 4 lg3 75 0 015 根据电极反应 正极 负极 zn 2e zn2 2h 2e h2 得 2222 4 xy0 168 解 0 2 0 125 2