《原电池原理及应用》：课件三(17张PPT)(苏教版选修6)

1、第四节第四节 原电池原理及应用原电池原理及应用实验实验3-8：现象：现象左杯：铁丝上有气泡产生左杯：铁丝上有气泡产生右杯：铜丝上也有气泡产生右杯：铜丝上也有气泡产生原电池概念：原电池概念： 把化学能转化为电把化学能转化为电能的装置叫能的装置叫原电池原电池。电极名称：电极名称： 负极（负极（较活泼金属）较活泼金属）： 电子流出的一极电子流出的一极 正极（正极（较不活泼金属或惰性电极）：较不活泼金属或惰性电极）： 电子流入的一极电子流入的一极一、原电池一、原电池 原电池原理：原电池原理： 氧化还原反应（在两极上发生）氧化还原反应（在两极上发生）正极：发生还原反应正极：发生还原反应负极：发生氧化反应

2、负极：发生氧化反应如：如：2H+ + 2e- = H2如：如：Zn 2e- = Zn2+电池反应电池反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 构成原电池的条件构成原电池的条件：1、电极：、电极： 活动性不同的金属或金属和非金属活动性不同的金属或金属和非金属3、电解质溶液、电解质溶液2、电极要接触（或用导线）、电极要接触（或用导线）电极电极材料电极反应反应类型得失电子的粒子电子流动方向负极负极锌片锌片Zn2e=Zn2+氧化氧化反应反应Zn原子原子Zn片片Cu片片正极正极铜片铜片2H+2e=H2还原还原反应反应H+离子离子电极电极电极材料电极材料反应类型反应类型电子流动方向电子流动方向负极

3、负极还原性较强的金属还原性较强的金属 氧化反应氧化反应负极向外电路负极向外电路提供电子提供电子正极正极还原性较弱的金属还原性较弱的金属 还原反应还原反应正极从外电路正极从外电路得到电子得到电子Zn练习：练习：下列装置能否构成原电池？若可，请写出电下列装置能否构成原电池？若可，请写出电极方程式并标出电极符号和电子流向极方程式并标出电极符号和电子流向原电池原理的应用：原电池原理的应用：二、化学电源二、化学电源1、干电池、干电池负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn 2e- = Zn2+正极（石墨）：正极（石墨）：2MnO2+2NH4+2e- = Mn2O3+2NH3+H2O2、铅蓄电池、铅蓄电池正极：正

4、极：PbO2负极：负极：Pb电解质溶液：电解质溶液：H2SO4(密度为密度为1.25g/cm3 1.28g/cm3 )3、银银-锌蓄电池锌蓄电池用于卫星、火箭、空间电用于卫星、火箭、空间电视转播站视转播站4、锂电池、锂电池优点：高能、质轻、电压高、工作效优点：高能、质轻、电压高、工作效 率高和储存时间长。率高和储存时间长。用途：电脑、照相机、手表、心脏用途：电脑、照相机、手表、心脏 起搏器、手机和火箭、导起搏器、手机和火箭、导 弹的动力电源。弹的动力电源。5、新型电池、新型电池负极：负极：2H2- 4e- = 4H+正极：正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-电池反应：电池反应：2

5、H2+O2=2H2O优点：能量转化率高、优点：能量转化率高、 不污染环境。不污染环境。废旧电池回收废旧电池回收减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源2、吸氧腐蚀、吸氧腐蚀负极负极(Fe)：2Fe 4e- = 2Fe2+正极正极 (C)：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-三、金属的腐蚀三、金属的腐蚀1、化学腐蚀、化学腐蚀2、电化腐蚀、电化腐蚀（1）析氢腐蚀）析氢腐蚀负极负极(Fe)：Fe-2e- = Fe2+正极正极(C)：2H+2e- = H2思考：用锌和稀硫酸制取氢气时，滴加少量硫思考：用锌和稀硫酸制取氢气时，滴加少量硫 酸铜会加快产生氢气的速率，为什么？酸铜会加快产生氢气的

6、速率，为什么？3、金属的防护、金属的防护（1）制成合金）制成合金（2）喷油漆、涂油脂、电镀、）喷油漆、涂油脂、电镀、 喷镀、钝化喷镀、钝化（3）电化学保护法。）电化学保护法。小小 结结原电池原电池构成原电池的条件（判断）构成原电池的条件（判断）原电池概念（正负极判断）原电池概念（正负极判断）原电池原理（电极反应式、原电池原理（电极反应式、 电子流动方向）电子流动方向）化学化学电源电源干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池银银-锌蓄电池锌蓄电池锂电池锂电池新型电池新型电池金属金属腐蚀腐蚀1、化学腐蚀、化学腐蚀2、电化腐蚀、电化腐蚀析氢析氢吸氧吸氧金属金属防护防护 （1）制成合）制成合 （2）喷油漆、涂）喷

7、油漆、涂 油脂、电镀、油脂、电镀、 喷镀、钝化。喷镀、钝化。 （3）电化学保护。）电化学保护。原原 电电 池池 实验目的：了解常见原电池、燃烧电池的工作原了解常见原电池、燃烧电池的工作原理，认识电化学腐蚀中包含的化学知识。理，认识电化学腐蚀中包含的化学知识。通过原电池实验，加深对原电池工作通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识，初步认识电池的极化作用。原理的认识，初步认识电池的极化作用。通过制作燃料电池，培养动手能力，通过制作燃料电池，培养动手能力，加深对电池工作原理的认识。加深对电池工作原理的认识。认识生活中常见电池的工作原理，体认识生活中常见电池的工作原理，体验化学与生活的密切联系。验

8、化学与生活的密切联系。原原 电电 池池 实实 验验实验现象用铜锌电极、铜铝电极，小灯用铜锌电极、铜铝电极，小灯 泡泡不发光；不发光；伏特表、安培表指针能偏转伏特表、安培表指针能偏转 。用锌石墨电极，小灯泡微微发用锌石墨电极，小灯泡微微发 光光秒。秒。往溶液中加入往溶液中加入1 12 2克高锰酸钾晶体，克高锰酸钾晶体，再放入锌石墨电极，发现小灯泡会发出再放入锌石墨电极，发现小灯泡会发出较明亮的光，而且持续的时间更长，约较明亮的光，而且持续的时间更长，约发光秒钟。发光秒钟。 实验注意点实验注意点1 1金属电极用砂纸打磨。金属电极用砂纸打磨。2 2电解质溶液可用左右的硫酸溶液。电解质溶液可用左右的硫

9、酸溶液。3 3去极化时加入高锰酸钾晶体后再去极化时加入高锰酸钾晶体后再不断震荡溶不断震荡溶液或抖动电极液或抖动电极，效果更好。（锌石墨原电池通，效果更好。（锌石墨原电池通过抖动可使电压从过抖动可使电压从0.50.5伏上升到伏上升到2.12.1伏，电流强度伏，电流强度从从0.090.09安变到安变到0.190.19安）安）4 4改用伏特表、安培表或蜂呜器效果好，用小改用伏特表、安培表或蜂呜器效果好，用小灯泡灯泡(2.2V(2.2V，0.25A)0.25A)很难发光。很难发光。5 5实验顺序最好换一下，可节约药品。实验顺序最好换一下，可节约药品。6 6要选用纯度高的锌片做电极。要选用纯度高的锌片做

10、电极。原原 电电 池池 实实 验验我们的困惑电流密度与电极困绑的松紧、导电流密度与电极困绑的松紧、导线的长短线的长短、接触的好差接触的好差、介质类别介质类别、介介质的浓度及温度质的浓度及温度、电电极本身的活泼性极本身的活泼性等诸多因素有关，变量不太好控制。等诸多因素有关，变量不太好控制。理论上，电极电势应该理论上，电极电势应该AlCuAlCu比比 ZnCuZnCu高，但实际测出结论相反。高，但实际测出结论相反。原原 电电 池池 实实 验验该实验要得到最直观的现象，就该实验要得到最直观的现象，就是要用小功率的小灯泡，难找。是要用小功率的小灯泡，难找。氢氧燃料电池的制作实验现象接通电源接通电源,电

11、极表面产生大量气泡，电极表面产生大量气泡，并在电极表面吸附上大量气泡。并在电极表面吸附上大量气泡。切断电源后切断电源后,将电极接在蜂呜器上，将电极接在蜂呜器上，蜂呜器立刻发出蜂呜声。蜂呜器立刻发出蜂呜声。实验注意点实验注意点1 1多孔碳棒现制现用效果好，也可直接用多孔碳棒现制现用效果好，也可直接用砂纸打磨碳棒，后冲洗，效果也很好。砂纸打磨碳棒，后冲洗，效果也很好。 2 2电解硝酸钾溶液时，课本要求接直流电电解硝酸钾溶液时，课本要求接直流电源源6V,6V,实际操作中电压可从几伏到二十几伏，实际操作中电压可从几伏到二十几伏，电解电解1010至至1515秒即可。电解质溶液用硫酸钠、秒即可。电解质溶液

12、用硫酸钠、硝酸钠等效果也很好。硝酸钠等效果也很好。 3 3多孔碳棒上吸附上气体后，将导线接蜂多孔碳棒上吸附上气体后，将导线接蜂呜器的过程中千万注意，呜器的过程中千万注意，不可碰到或振动不可碰到或振动碳棒碳棒，以防气体逸出，影响实验。，以防气体逸出，影响实验。氢氧燃料电池的制作我们的思考这个实验成功率很高，最关键的就是碳棒的固定，我们可以将碳棒固定在泡沫塑料上。氢氧燃料电池的制作实验现象析氢腐蚀析氢腐蚀绕有铜丝的铁钉周围约秒钟就出绕有铜丝的铁钉周围约秒钟就出现蓝色沉淀，另一铁钉表面约秒钟出现蓝色沉淀，另一铁钉表面约秒钟出现蓝色沉淀。现蓝色沉淀。产生气泡速度较慢，约分钟后能产生气泡速度较慢，约分钟

13、后能明显见到，绕有铜丝的铁钉表面粘附着明显见到，绕有铜丝的铁钉表面粘附着大而多的气泡，另一铁钉表面粘附的气大而多的气泡，另一铁钉表面粘附的气泡少而小。泡少而小。实验注意点这个反应出现蓝色沉淀很快（秒左这个反应出现蓝色沉淀很快（秒左右）右）, , 所以建议实验时，先在两支试管中加所以建议实验时，先在两支试管中加好稀盐酸和铁氰化钾，再同时分别放入铁好稀盐酸和铁氰化钾，再同时分别放入铁钉和缠有铜丝的铁钉，观察颜色变化。钉和缠有铜丝的铁钉，观察颜色变化。将两试管静置一段时间将两试管静置一段时间(5 (5到到1010分钟分钟) )后观后观察气泡。察气泡。析氢腐蚀析氢腐蚀2.吸氧腐蚀实验过程实验过程取一片铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴取一片铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴1 1滴含酚酞的食盐水，静置滴含酚酞的食盐水，静置1 12min2min，观察现象。，观察现象。吸氧腐蚀吸氧腐蚀静置分钟左右就可见到铁片上含酚酞食静置分钟左右就可见到铁片上含酚酞食盐水液滴的边缘出现红色。盐水