2009届高三一轮复习：《原电池原理及应用》课件(新人教版)(原创)

原电池的原理及应用,辽宁省建平县二高中化学组谢晓东2008.10.16,考纲要求：,1.掌握原电池的形成条件，理解原电池的工作原理；2.能够正确地判断原电池的两极，能够正确地书写电极反应及总反应;3.了解常见化学电源的种类及特点，能够认识和书写几种新型电池的电极及电极反应。,高考回顾,(2007年高考全国理综卷)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是()A.正极附近的SO42离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出,D,高考回顾：,（2008江苏高考）镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是（）A充电时阳极反应：Ni(OH)2e+OH=NiOOH+H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH向正极移动,A,高考动向：,1.原电池的概念、构成及两极判断2.原电池的电极反应式的书写与正误判断3.设计电池，探索新的化学电源4.原电池原理的应用,问题探究：1、什么是原电池？2、原电池的工作原理？（电子的流向、电流的流向、离子的流向、形成条件、电极的判断）,知识回顾原电池的工作原理：,1.定义：,化学能转化为电能的装置为原电池。从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池；,.电极名称：,相对活泼的电极为负极相对不活泼的电极为正极,3.电极反应：,负极：正极：,失电子的氧化反应得电子的还原反应,4、原电池的形成条件,(4)形成闭合回路。（两电极用导线连接，或接触。）,（1）能自发地发生的氧化还原反应：,（3）电解质溶液：,（2）两导体作电极：活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。两不活泼的导体石墨或Pt等。（燃料电池电极）,5.定向移动方向：电子、离子,原电池,“负极出电子，电子回正极”,必发生失电子的氧化反应,必发生得电子的还原反应,（）盐桥的作用是什么？可提供定向移动的阴阳离子，使由它连接的两溶液保持电中性，盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。,、双液原电池的工作原理（有关概念）,（）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出,盐桥的作用：（1）形成闭合回路。（2）平衡电荷。,(3)双液原电池的优点：能产生持续、稳定的电流。,例1：下列哪几个装置能形成原电池？,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO4,考点一、原电池的概念、构成及正负极的判断,例题2、对下图中装置加以必要的连接并填空:AB(1)在A图中,使铜片上冒H2气泡.请加以必要连接,连接后的装置叫。,原电池,电极反应式：锌板;铜板.（2）图B中，ab为惰性电极，使a极板上析出铜，则b极板上析出加以必要的连接后，该装置叫。电极反应式：a极;b极。,Zn2e=Zn2+,2H+2e=H2,O2,电解池,2Cu2+4e=2Cu,4OH4e=O2+2H2O,方法点拨：,确定原电池的方法：1、先分析有无外接电源，有的为电解池，无的可能为原电池，然后依据原电池的形成条件分析判断。2、多池连接，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其余的为电解池。原电池正负极判断方法：1、根据两极材料判断2、根据电子或电流的方向判断3、根据电解质溶液离子的定向流动方向判断4、根据原电池两极发生的变化来判断5、根据现象判断,课堂练习：,（08广东高考）用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.B.C.D.,C,考点二、原电池的电极反应式的书写,例题2、有人设计以铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2Zn2+和H2O进行工作。（1）正极材料是，电极反应为。（2）负极材料是，电极反应为。,Pt,O2+2H2O+4e=4OH,Zn,2Zn4e=2Zn2+,方法点拨：,原电池电极反应式的书写技巧(1)先确定原电池的正负极，在两极的反应物质上标出相同数目的电子得失；(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存，若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物为O2，且电解质溶液为中性或碱性，则H2O必须写入正极反应式中，且O2生成OH，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成H2O(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反应，若能写出已知电池反应的总方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式；,练习：,熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO32=4CO2+4e阴极反应式：；总电池反应：；,O2+2CO2+4e=2CO32,2CO+O2=2CO2,利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。,考点三、原电池的设计：,方法点拨：,理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。1、将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别做原电池的负极和正极。2、确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接做负极，如为气体或溶液中的还原性离子可用惰性电极做负极；发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。3、确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液4、构成闭合回路,(2007年高考海南化学卷)依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。,请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；(2)银电极为电池的_极，发生的电极反应为_X电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。,铜(或Cu),AgNO3溶液,正,AgeAg,Cu-2eCu2,负(Cu),正(Ag),课堂练习：,考点四、原电池原理的应用,例题4、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为（）AabcdBacdbCcabdDbdca,B,方法点拨：,原电池原理的应用1、加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率大。2、比较金属活动性强弱两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼性强3、用于金属的保护，及金属腐蚀快慢比较电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀,课堂练习：,下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）A.B.C.D.,C,课堂练习：,已知反应AsO43+2I+2H+=AsO33+I2+H2O是可逆反应设计如图装置，进行下述操作：（）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；（）若改往（B）烧杯中滴加40NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转试回答：,（1）两次操作过程中指针为什么会发生偏转?答：。（2）两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反?答：。（3）（）操作过程中C1棒上发生的反应为。（4）（）操作过程中C2棒上发生的反应为。,因为两次操作均发生原电池反应，所以微安表会发生偏转,两次操作电极相反、电子流向相反因而指针偏转方向相反,2I2e=I2,AsO32+2OH+2e=AsO42+H2O,氧化反应,Zn-2e=Zn