原电池使用.ppt

1、一原电池的工作原理：,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：,失电子发生氧化反应的电极 得电子发生还原反应的电极,4.定向移动方向：电子、离子,“负极出电子，电子回正极”,“正荷移向正极，负电荷移向负极”,“负极出电子，电子回正极”,“正荷移向正极，负电荷移向负极”,氧化反应,Zn-2e=Zn2+,铜锌原电池,电解质溶液 盐桥,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-

2、=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,外电路,内电路,总结：原电池的工作原理：,（）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,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。,导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐

3、桥的作用则是沟通内电路。,(3)双液原电池的优点： 能产生持续、稳定的电流。,5、原电池的形成条件,(4)两电极间形成闭合回路。 （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）两电极插入到电解质溶液中； 参与电极反应或构成内电路,（2）两个活泼性不同的导体作电极； 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）,练习：下列哪几个装置能形成原电池？,A,B,C,D,E,F,M,N,CuSO4,发生原电池的反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应是 （ ） A. C(s)+

4、H2O(g)=CO(g)+H2(g); H0 B. Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s) =BaCl2(1)+2NH3H2O(1)+8H2O(1)；H0 C. CaC2(s)+2H2O(1)Ca(OH)2(s)+C2H2(g); H0 D. CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(1); H0,D,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,依据氧化还原反应： 2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag

5、(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,Cu,AgNO3,正,Ag+e- =Ag,Cu-2e-=Cu2+,Cu Ag,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

6、原电池反应相同 A. B. C. D.,C,讨论一: 如右图所示的原电池中_作负极, 总反应式是_ 如将稀硫酸改为浓硝酸则： _作负极 电极反应式是：负极_ 正极_ 总反应式是_,Cu-2e-=Cu2+,2NO3-+4H+2e- = 2NO2+2H2O,Fe+2H+=Fe2+H2,Fe,Cu,Cu+4H+ +2NO3_= Cu2+2NO2 +2H2O,技巧：写出容易写的一极反应，然后用总反应式 减去这一极反应。,浓硝酸,讨论二: 若右图原电池中的稀H2SO4改 为NaCl溶液，能否构成原电池， 若能，请写出电极反应式。,负极（Fe) Fe - 2e = Fe2+,正极（C) 2H2O + O2

7、 + 4e = 4OH-,NaCl溶液,Fe2+ + 2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O,方法一：根据电极材料的性质确定。 1.对于金属金属电极， 活泼金属是负极，不活泼金属是正极； 2.对于金属非金属电极， 金属是负极，非金属是正极，如干电池等； 3.对于金属化合物电极， 金属是负极，化合物是正极。 方法二：根据电极反应的本身确定。 失电子的反应氧化反应负极； 得电子的反应还原反应正极。,二、电极的判断,方法三：根据电子、电流、溶液中离子的流向确定。 1.根据电子的流向判断 电子流出的是负

8、极，流入的是正极； 2.根据电流的流向判断 电流流出的是正极，流入的是极； 3.根据溶液中离子的流向判断 溶液中阳离子流向的是正极，阴离子流向的是负极； 方法四：根据电极现象确定。 不断溶解、质量减少的是负极； 电极质量增加或电极质量不变但有气体产生的是正极；,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。,原电池的应用-原电池装置的设计,各类化学电源的工作原理,总反应：,Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,1、找出正、负极反应的物质,2、写出正、负极反应式？,碱性干电池,负极：Zn-2e-+2

9、OH- =Zn(OH)2 正极：2MnO2+2e-+2H2O = 2MnOOH +2OH-,各类电池的工作原理,负极：Pb - 2e- + SO42-=PbSO4,正极：PbO2+2e-+SO42-+4H+= PbSO4 +2H2O,铅蓄电池的总反应为： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O, 请写出电极反应式 注意:PbSO4是难溶物。,充电时阴极: PbSO4 + 2e- = Pb + SO42-,阳极: PbSO4 -2e- +2H2O =PbO2 +SO42-+4H+,电解液,氢氧燃料电池,2e,-,2e,-,氢气,氧气,H,+,OH,-,A,负极 正极,O2,H2,H

10、2O,各类电池的工作原理,KOH溶液,负极 2H2 - 4e- +4OH- = 4H2O,正极 O2+2H2O+4e- = 4OH-,科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为( ) (A)H22OH 2H2O2e (B)O24H4e 2H2O (C)H22H2e (D)O22H2O4e 4OH,C,一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（ ） ACH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g) +2H+(aq)+2e- BO2(g)+4H+(aq)+

11、4e-=2H2O(1) CCH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e- DO2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-,C,一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料说法正确的是 ( ) A、在熔融电解质中，O2由负极移向正极 B、电池的总反应是： 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O C、通入空气的一极是正极，电极反应为： O2 + 4e- = 2O2- D、通入丁烷的一极是正极，电极反应为： C4H10 + 26e- + 13O2 = 4CO2 +

12、5H2O,BC,1.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。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。,（1）化学腐蚀与电化学腐蚀,原电池应用-金属的防护,（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）,电极反应,负 极,正 极,总反应式,水膜酸性较强 （pH4.3),水膜酸性很弱 或中性,Fe-2e- =Fe2+,2H+2e- =H2,O2+2H2O+4e- =4OH-,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+O2+2H2O= 2Fe(OH)2,练习：请你根据原电池原理，写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应式及电池反应方程式。,2Fe - 4e- 2Fe2+,O2 + 2H2O + 4e- 4OH-,2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2,4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O,进一步反应：,负极：,正极：,电池反应：,2、金属防护的几种重要方法,改变金属内部的组成结构，将金