原电池原理及应用课件

原电池工作原理第一课时问题1:下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过?下列装置是否为原电池?（1）构成原电池条件①电解质溶液②活泼性不同的两电极③形成闭合回路④自发发生氧化还原反应一、原电池1、原电池的反应原理自发进行的氧化还原反应把化学能转化为电能的装置（2）原电池定义（3）原电池本质（4）原电池工作原理较活泼的金属

（“失去或者得到”）电子发生

反应（“氧化”或“还原”），电子从较

金属（

极）通过外电路流向较

金属（

极）。失去氧化活泼负不活泼正活动与探究一：向一支小烧杯中加入1.0mol/LCuSO4溶液约30ml，再加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度计的变化。现象：

。

结论：

温度升高由于反应放热，所以是自发的氧化还原反应二、双液原电池的设计（1）组成半电池——电解质溶液和电极导线、盐桥（2）工作原理在ZnSO4溶液中，锌片逐渐

，即Zn被

，锌原子

电子，形成

进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向

；溶液中的

从铜片上得电子，还原成为

并沉积在铜片上。总反应为

。反应是自发进行的，锌为

，铜为

。溶解氧化失去Zn2+Cu片Cu2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu负极正极负极—相对活泼-失电子-电子流出-发生氧化反应正极—相对不活泼-得电子-电子流入-发生还原反应（3）电极（4）环路的构成外电路：电子从负极到正极内电路：电子从负极到正极阳离子正极，阴离子负极（5）盐桥在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶。盐桥的作用：（1）形成闭合回路。（2）平衡电荷。将离子反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

设计成原电池

原电池工作原理第二课时方法一：根据电极材料的性质确定。

相对活泼的是负极，相对不活泼的是正极；方法二：根据电极反应的本质确定。失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极。方法三：根据电子或电流方向确定。电子流出的为负极，电子流入的为正极电流流出的为正极，电流流入的为负极方法四：根据电极的现象确定。有气泡产生或增重的为正极，减轻的为负极强调：电极的判断三、原电池电极的判断1、判断下列装置能否构成原电池。例2、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al－3eˉ＝Al3+B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3eˉ＋4OHˉ＝AlO2ˉ＋2H2OC．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu－2eˉ＝Cu2+D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu－2eˉ＝Cu2+C四、原电池电极反应式和电池反应式的书写例1、书写如下电池反应的电极方程式负极：正极：

电池反应式：

Mg-2e-=Mg

2+2H+

+2e-=H2↑Mg+2H+=Mg

2++H2↑负极：正极：

电池反应式：

2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O6H2O+6e-=3H2↑

+6OH-2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

负极：正极：

电池反应式：

Fe-2e-=Fe

2+2H+

+2e-=H2↑Fe+2H+=Fe

2++H2↑负极：正极：

电池反应式：

2Fe-4e-=2Fe

2+O2+2H2O

+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O

=2Fe(OH)2五、原电池应用1、比较金属活动性强弱通常负极材料活性大于正极材料例2、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例1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为A．X＞Y＞ZB．X＞Z＞Y

C．Y＞X＞ZD．Y＞Z＞XC2、比较反应速率形成原电池后，如做负极则速率加快；如做正极则减慢速率例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．粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液D五、原电池应用常见原电池的负极一般是：相对

的金属，发生

变化、

流出、电极

；正极一般是：相对

的金属，发生

变化、

流出、电极

。活泼氧化反应电子减轻或变细不活泼还原反应电流有气泡或变粗负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+

正极（石墨）：2NH4+

+2e-=2NH3↑+2H2↑

总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3↑+2H2↑

1）、锌-锰干电池(酸性）一、常见的化学电源1、分类：根据原电池原理，人们设计、生产的电池可分为

、

和

。一次电池二次电池燃料电池2、一次电池：发生

的物质大部分消耗后，

氧化还原反应不能再使用4）铅蓄电池负极Pb：Pb+SO42--2e-=PbSO4正极PbO2：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：3、二次电池：可重复使用的电池如铅蓄电池（电瓶）等。

当电池充电时，就是通以

，铅板（原电池的

极）与电源

极相连；二氧化铅板（原电池的

极）与电源

极相连。在充电过程中，上述电极反应都

进行。直流电负负正正同时电极:Pt制作的惰性电极电解质溶液:KOH溶液负极:2H2-4e-+4OH-＝4H2O正极:O2+2H2O+

4e-＝4OH-

总反应：2H2+O2＝2H2O拓展创新氢氧燃料电池若为酸性介质，试写出电极反应式？思考:负极：2H2-4e-＝4H+正极:O2+4H++4e-＝2H2O5）新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/（1）定义：利用

和

之间的氧化还原反应，将化学能转化为电能。燃料氧化剂例：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出图中甲烷燃料电池中a极的电极反应式：

，此时电池内总的反应式。KOH溶液CH4O2H2OabCH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O燃料电池优点：能量转化效率高，排放的废弃物少和运行时噪音小等6）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)37）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。原电池工作原理第四课时1、2、金属阳离子失e-氧化反应金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）金属腐蚀及防护金属原子金属腐蚀的本质：3、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化—还原）而腐蚀损耗的过程。钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁的腐蚀钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2OH2CO3

H++HCO3-电极反应负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2+↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系钢铁腐蚀的防护：例6：改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。⒈A.C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；B.D.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；（D）它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；2.金属表面覆盖保护层3.电化学保护法原理：原理：如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。——牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。牺牲阳极的阴极保护法示意图练习：下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④D在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀小结例1：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为____________，则其正极反应式为_______________。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为__________________，则其负极反应可表示为_________________________

。

2H2-4e-+4OH-=4H2O

2H2-4e-=4H+O2+4e-+4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-

例3：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-④电池放电后，溶液PH不断升高A.①②B.①③C.①④D.③④A例4：已知下列原电池的总反应式，Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2，请写出电极反应式负极：________________

正极：_______________

例5：将上题中的反应设计成原电池。画出装置图并注明电极材料及电解质溶液。2Fe3++2e-=2Fe2+Cu-2e-=Cu