第一节-原电池-化学电源(上课用)解析.ppt

1、第一节原电池、化学电源,高三化学一轮复习,第九章电化学基础,一、原电池,1.定义：,把化学能转化为电能的装置。,2.构成原电池的条件：,两导体做电极（金属和金属或金属和非金属导体，两不活泼的导体石墨或Pt等。）,形成闭合回路。,将两电极插入电解质溶液（或熔融的电解质）。,自发进行的氧化还原反应。,盐桥,原电池形成的实质：氧化还原反应分开在两极进行，还原剂所失去的电子通过导线转移给氧化剂。,本质：负极金属和正极附近的溶液反应。,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,e-,e-,e-,总：Zn+Cu2+=Zn2+Cu,盐桥的作用：（1）形成闭合回路。（2）平衡电荷。,（）盐桥的作用是什么？

2、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）,（）盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液，琼胶的作用是防止管中溶液流出，又能使离子可以在其中自由移动。,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。,A,B,C,D,E,F,例1：下列哪些装置能构成原电池？,G,H,I,J,Fe,食盐水,3.原电池电极的判断,（1）依据电子的流向（或电流的方向）：,（3）依据电极

3、发生的反应：,（2）依据组成电极的材料：,电子流出的一极是，,电子流入的一极是。,活动性强的一极是，,活动性差的一极是。,发生氧化反应的极是，,发生还原反应的极是。,负极,负极,正极,正极,负极,正极,（5）依据反应现象：,(4)依据离子移动方向：,阴离子移向的一极是。,阳离子移向的一极是，,负极,正极,电极质量减轻的极是，,电极质量增加或有气体生成的极是。,负极,正极,例2：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

4、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,例：判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。,FeCl3溶液,负极：Cu-2e=Cu2+正极：2Fe3+2e-=2Fe2+,CuC,4.电极反应式的书写,（1）要注意溶液酸碱性，产物是否与电解质溶液反应。,（2）通常将总反应式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。,3.据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是（）A.正极反应式为：O2+2H2O+4e=4OHB.工作一

5、段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2OD.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2(标准状况)时，有0.1mol电子转移,D,5.原电池原理的应用,(1)加快氧化还原反应的速率。,（2）比较金属活动性强弱,例：有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来浸入稀H2SO4中，B极产生气泡，将A、D分别浸入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈，将Cu浸入B的盐溶液中，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是（）、,B,（3）金属腐蚀快慢比较及金属的保护,金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极原电池的

6、负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极,（4）设计电池、寻求和制造化学电源,例：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。,负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）,方法归纳：,1、将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个反应，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：

7、一般选用反应物中的电解质溶液,4、构成闭合回路,理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。,分类:,一次电池又称不可充电电池如：干电池二次电池又称充电电池蓄电池燃料电池,二、化学电源,电极：Zn为负极，碳棒为正极,电解质：NH4Cl,负极(Zn)：Zn2e-Zn2,（1）干电池,1.一次电池,正极,（MnO2和C）：,（2）碱性锌-锰干电池,负极：,正极：,Zn,MnO2,Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-,Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,思考写出该电池的正负极反应式,酸性锌锰干电池优点:存在的问题:,如

8、何改进?,用氢氧化钾代替氯化铵作电解质,制作简单,价格便宜.,会发生自放电使电压下降,缩短存放时间.,电极:Zn为负极,Ag2O为正极,电解液:KOH溶液,(3)银锌电池,总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,4.如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn电解质溶液是KOH溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag根据以上提供的资料，判断下列说法正确的是A、锌为负极，Ag2O为正极；B、放电时正极附近溶液的PH值升高；C、放电时负极附近溶液的PH值升高；D、溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。,AB,充电：,总电池反应：Pb

9、O2Pb2H2SO42PbSO42H2O,铅蓄电池,2.二次电池,当向外提供0.5mol电子时，消耗硫酸的物质的量为。,0.5mol,铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加。,PbSO42-2e-PbSO4,PbO24HSO422e-PbSO42H2O,PbSO42H2O-2e-PbO24HSO42-,PbSO4+2e-PbSO42-,5.铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO42-2PbSO42H2O请回答下列问题：放电时：正极的电极反应式是；电解液中H2SO4的浓度将；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加g

10、。,PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O,(-)Pb2e-+SO42-=PbSO4,减小,48,6.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：,下列叙述不正确的是（）A放电时负极反应为：Zn2e2OHZn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)33e5OHFeO424H2OC放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强,3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH3Zn2K2FeO48H2O,C,氢氧燃料电池,3.燃料电池,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=2H2

11、O,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,7.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH4e-2H2O+O2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种只能将氧化剂和燃料全部储藏在电池内的发电装置,BD,练习：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。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：，此时电池内总的反应式：。,CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+,CH4+2O2=CO2+2H