《原电池 化学电源课件11》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原电池 化学电源课件11（111页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、形形色色的电池,用途广泛的电池,用于汽车的铅蓄电池和燃料电池,化学电池,用途广泛的电池,用于“神六”的太阳能电池,笔记本电脑专用电池,手机专用电池,摄像机专用电池,各式各样的纽扣电池,纽扣电池,减 少 污 染 节 约 资 源,化学总复,基本理论,电化学,学目标,1。离子放电顺序 2。判断原电池还是电解池，书写正负极反应 3。了解各种电池如燃料电池蓄电池，及二极反应 4。环保问题 5。金属腐蚀的的防护,复. 在如图所示的8个装置中，属于原电池的是（ ）A. B.C. D.,铜锌稀硫酸原电池,1。判断正负极 2。写出正负极反应 3。说出电子，电流流向,硫酸铜溶液,离子移动方向,离子放电顺序,阳离子
2、氧化性顺序递减 Ag+ Fe3+ Cu2+ Fe2+ H+ Na+ K+阴离子还原性顺序递减 SO32- S2- I- Br- Cl- OH- 含氧酸根 原电池离子同极移动,铜锌稀硫酸原电池,硫酸铜溶液,缺点,一、原电池1.Zn为 极，Cu为 极； 负极上发生 反应， 电极反应式为 ， 正极上发生 反应， 电极反应式为 ；,第2讲 原电池 化学电源,负,正,氧化,Zn-2e- = Zn2+,还原,Cu2+ +2e - = Cu,电子流出的极是 极，电子流入的极是_ 极；电流方向 。盐桥中的盐溶液是 溶液，盐桥作用为 盐桥中的 会移向ZnSO4溶液，移向CuSO4溶液， 使ZnSO4溶液和CuS
3、O4溶液均保持电中性。 该原电池工作一段时间后， 两电极的质量将会 。,负,正,沿导线从Cu极流向Zn极,饱和KCl和琼子,导通电子，使二溶液呈中性利于电子流动,Cl-,K+,Zn极减小，Cu极增加,基础回归 1.概念把 转化为 的装置。 2.构成条件（1）能自发地发生 反应。（2）电解质溶液（构成电路或参加反应）。（3）由还原剂和导体构成 极系统，由氧化剂和导体构成 极系统。（4）形成 （两电极接触或用导线连接）。,化学能,电能,氧化还原,负,正,闭合回路,3.工作原理原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示：原电池内部电解质溶液中离子的移动规律：,误区警示,二、化学电源 自我诊断 2.铅
4、蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。根据上述情况判断：（1）工作时，电解质溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）工作时，电解质溶液中阴离子移向 极。（3）电流方向从 极流向 极。（4）写出负极的电极反应式： 。,正负极质量都增加,答案 （1）增大 （2）负 （3）正 负（4）Pb+SO -2e- PbSO4 3.某原电池的总反应是Zn+Cu2+ Zn2+Cu，该原电池的正确组成是 ( ),解析 从电极的总反应式看锌为负极，活泼性比锌弱 的电极（本题为铜）为正极，电解液中含有
5、铜离子。,B,基础回归,Zn+2OH-2e-Zn(OH)2,Zn+2MnO2+ 2H2O 2MnOOH+ Zn(OH)2,Pb(s)-2e-+SO (aq) PbSO4(s),PbO2(s)+2e-+ 4H+(aq)+SO (aq) PbSO4(s)+ 2H2O(l),2H2-4e- 4H+,酸性：O2+4e-+4H+ 2H2O,碱性：O2+4e-+2H2O4OH- 固体：O2+4e- 2O2-,H2- 2e-+2OH- =2H2O,迷津指点1.化学电源优劣的判断标准：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，或输出功率的大小，电池的使用寿命的长短，以及对环境污染程度的大小。2.燃料电池和普通电池
6、不同，必须使用辅助电极，电极本身不参与反应，所采用的燃料一般为H2、CH4、CH3OH等，助燃剂一般为O2（或空气）。,要点一 原电池正、负极的判断与电极反应式的书写 1.正、负极的判断,要点精讲,特别提醒 原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断。发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。 判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况，如：a.Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；b.Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作
7、正极。,2.电极反应式的书写（1）一般电极反应式的书写按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、电子守恒等加以配平。,列物质 标得失,看环境 配守恒,两电极反应式相加，与总反应离子方程式对照验证。,两式加 验总式,（2）复杂电极反应式的书写：= -如CH4酸性燃料电池中，负极反应式为： CH4+2O2 CO2+2H2O总反应式 2O2+8H+8e- 4H2O正极反应式 CH4+2H2O-8e- CO2+8H+负极反应式,复杂电极反应
8、式,总反应式,较简单一极的 电极反应式,特别提醒,原电池中正、负极的电极反应式作为一种 特殊的离子方程式，对于强、弱电解质的书写形式，没 有严格的规定，但必须遵循原子守恒和电荷守恒规律。,【典例导析1】 镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质（加入一定量的酸），下列说法不正确的是 （ ）A.此燃料电池的总反应为：Mg+H2O2 Mg(OH)2B.正极发生的电极反应为：H2O2+2H+2e- 2H2OC.工作时，正极周围海水的pH增大D.电池工作时，溶液中的H+向正极移动,解析 由于电解质溶液中加入一定量的酸，Mg(OH)2不能存在，电池总反应为：Mg+H2O2+2H+Mg2+2H2O。负极反
9、应为：Mg-2e- Mg2+;正极反应为H2O2+2H+2e- 2H2O，消耗H+，工作时正极周围海水pH增大，溶液中的H+向正极移动。答案 A,迁移应用1 一种新型燃料电池，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-。下列对该燃料电池说法不正确的是 ( )A.在熔融电解质中，O2-移向负极B.电池的总反应是：2C4H10+13O28CO2+10H2OC.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+5H2O,解析 由原电池原理知阴离
10、子移向负极，A正确；原电池反应就是一个氧化还原反应，只是氧化反应和还原反应分别在两极进行，由丁烷的燃烧反应知，该电池的总反应为：2C4H10+13O2 8CO2+10H2O，且丁烷失电子，O2得电子，故选D。答案 D,迁移应用2 我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。则；（1）该电源负极材料为 ；正极材料为 。（2）负极反应为 。（3）正极反应为 。,解析 Al、O2（空气）之间的氧化还原反应为：4Al+3O2 2Al2O3,首先分析出该反应的还原剂为Al，作负极；氧化剂为
11、O2，可以用碳棒作正极，完成O2得电子的反应，然后写出二者得失电子的情况。负极：4Al-12e- 4Al3+;正极：3O2+12e- 6O2-。而由于O2-离子半径太小，会吸引H+而生成OH-。也就是6O2-+6H2O 12OH-，把二者结合起来就得到正极反应：3O2+6H2O+12e- 12OH-。,答案 （1）铝 石墨 （2）4Al-12e- 4Al3+ (3)3O2+6H2O+12e- 12OH-,要点二 原电池原理及其应用 1.原电池原理利用氧化还原反应可将化学能转变为电能，具体如下：,负极失电子发 生氧化反应,电子沿导线传递，从而产生电流 即化学能转化为电能,正极得电子发 生还原反应
12、,2.原电池原理在化工、农业生产及科研中的应用（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增大。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。（2）比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。（3）用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。,（4）设计制作化学电源设计原电池时要紧扣原电池的构成条件。具体方法是：首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应；根据原电池的电极反应特点，结合两
13、个半反应找出正负极材料及电解质溶液。a.电极材料的选择在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；氧化性较强的物质作为正极。并且，原电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液反应。,b.电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如空气中的氧气）。但如果两个半反应分别在两个容器中进行（中间连接盐桥），则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在锌铜硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中，而正极金属铜浸泡在含有Cu2+的溶液中。,按要求画出原电池装置图。 如根据以下反应设计的原电池：,碱性溶
14、液,特别提醒 应用原电池原理可以设计任一自发的氧化还原反应的电池，但有的电流相当微弱。同时要注意电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加入NaOH、H2SO4或Na2SO4等。,【典例导析2】 依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图所示。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。,解析 根据所给氧化还原反应方程式，结合原电池反应原理以及所给原电池装置，Cu应作负极，AgNO3溶液为电解质溶液，从而推知：（1）X的材料为铜，Y是AgNO3溶液。,（2）银为原电池的正极，发生的电极反应式为Ag+e- Ag。X电极上发生的电极反应式为Cu-2e- Cu2+。（3）外电路中的电子从X（负）电极流向银（正）电极。,答案 （1）铜（或Cu） AgNO3溶液（2）正 Ag+e- Ag Cu-2e- Cu2+(3)负(Cu) 正(Ag),
