《4.1 原电池教案课件-高中化学选择性必修一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4.1 原电池教案课件-高中化学选择性必修一（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节第一节 原电池原电池一、原电池的工作原理一、原电池的工作原理（一）（一）定义：定义：将化学能转化将化学能转化为为电能的装置电能的装置注：原电池中的化学能并非全部转化为电能，有一部分注：原电池中的化学能并非全部转化为电能，有一部分转化成热能等其他形式的能量转化成热能等其他形式的能量（二）本质：氧化还原反应（二）本质：氧化还原反应（三）工作原理：以铜（三）工作原理：以铜-锌原电池为例锌原电池为例 答：答：(1)锌铜原电池工作时，电子由锌片沿导线移向铜锌铜原电池工作时，电子由锌片沿导线移向铜片，阴离子片，阴离子(Cl-、SO42-)在电解质溶液中移向锌片，阳在电解质溶液中移向锌片，阳离子离子(
2、K+、Cu2+)移向铜片。移向铜片。(2)负极：负极：Zn-2e-=Zn2+正极：正极：Cu2+2e-=Cu总反应：总反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+电极：电极：Zn负极，负极，Cu正极正极工作原理：负极工作原理：负极失电子失电子发生氧化反应发生氧化反应电子通过导电子通过导线流向正极线流向正极正极正极得电子得电子发生还原反应发生还原反应 电极反应：电极反应：总反应：总反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu 溶液中：阴离子溶液中：阴离子负极，阳离子负极，阳离子正极正极 外电路外电路电子导电，内电路电子导电，内电路离子导电离子导电注：注：1、盐桥的作用：、盐桥的作用：（1）成分：含琼胶的）成分：含
3、琼胶的KCl饱和溶液饱和溶液（2）作用：）作用：构成通路，代替两溶液直接接触构成通路，代替两溶液直接接触 平衡电荷：平衡电荷：K+正极，正极，Cl-负极负极（3）优点：隔离氧化剂和还原剂，不同区域实现电子定向移动，）优点：隔离氧化剂和还原剂，不同区域实现电子定向移动，产生持续、稳定的电流产生持续、稳定的电流 2、电子只能在两极和外电路中流动，不可能进入溶液中。即、电子只能在两极和外电路中流动，不可能进入溶液中。即“电电子不下水，离子不上岸子不下水，离子不上岸”3、溶液中是由电解质溶液中的阴阳离子定向移动形成闭合回路的、溶液中是由电解质溶液中的阴阳离子定向移动形成闭合回路的（四）条件：（四）条件
4、：两极一液一连线，氧化还原是条件两极一液一连线，氧化还原是条件1、两个能导电的电极、两个能导电的电极正极和负极：正极和负极：两极的构成情况：两极的构成情况：活泼性不同的两种金属活泼性不同的两种金属金属和非金属金属和非金属 金属和化合物金属和化合物 惰性电极：惰性电极：Pt、C注注：（：（1）很活泼的金属单质一般不作原电池的负极，如：很活泼的金属单质一般不作原电池的负极，如：K、Ca、Na等等（2）有些原电池的两极活泼性相同，如燃料电池）有些原电池的两极活泼性相同，如燃料电池2、要有电解质溶液或熔融的电解质、要有电解质溶液或熔融的电解质电解质溶液的情况：电解质溶液的情况：（1 1）电解质溶液一般
5、要能够与负极发生反应）电解质溶液一般要能够与负极发生反应（2 2）电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如：）电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如：O2）3、形成闭合回路的情况：形成闭合回路的情况：（1）导线相连导线相连（2）电极直接接触电极直接接触4、氧化还原反应：氧化还原反应：氧化还原反应是自发进行的，但自发进行氧化还原反应是自发进行的，但自发进行的氧化还原反应不一定都能设计成原电池的氧化还原反应不一定都能设计成原电池（3）特殊：有盐桥时，左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相特殊：有盐桥时，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溶液同的阳离子溶液（五
6、）能否构成原电池的判断（五）能否构成原电池的判断四看四看1、看电极、看电极两极为导体且存在活泼性差异两极为导体且存在活泼性差异（燃料电池的电极一般为惰性电极）（燃料电池的电极一般为惰性电极）2、看溶液、看溶液两极插入电解质溶液中两极插入电解质溶液中3、看回路、看回路形成闭合回路或两极直接接触形成闭合回路或两极直接接触4、看本质、看本质有无自发的氧化还原反应发生有无自发的氧化还原反应发生例题：例题：答案：答案：B（六）正负极的判断方法：（六）正负极的判断方法：1、电极反应：负极、电极反应：负极氧化反应，正极氧化反应，正极还原反应还原反应2、电子或电流的流向：电子：负、电子或电流的流向：电子：负正
7、；电流：正正；电流：正负负3、离子流向：、离子流向：阳离子阳离子正极，阴离子正极，阴离子负极；负极；即即“正向正，负向负正向正，负向负”4、电极材料：活泼金属作负极；、电极材料：活泼金属作负极；不活泼金属、金属氧化物、非金属作正极不活泼金属、金属氧化物、非金属作正极注：不能简单的依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况注：不能简单的依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况举例：举例：铝镁氢氧化钠电解质，铝铜或铁铜浓硝酸电解质铝镁氢氧化钠电解质，铝铜或铁铜浓硝酸电解质5、其他：质量增加、其他：质量增加正极，气体正极，气体正极，正极，pHpH正极正极质量减少质量减少负极负极举例：举例：（1）电
8、极反应：负极）电极反应：负极氧化反应，正极氧化反应，正极还原反应还原反应（3）电子或电流的流向：电子：负）电子或电流的流向：电子：负正；电流：正正；电流：正负负（2）离子流向：正向正，负向负）离子流向：正向正，负向负”（七）电极反应式的书写（七）电极反应式的书写1 1、分析电极反应：、分析电极反应：负极负极 氧化产物氧化产物 正极正极 还原产物还原产物2、注意电解质溶液环境：电极产物在电解质溶液中、注意电解质溶液环境：电极产物在电解质溶液中 应稳定存在应稳定存在 氧化反应，失电子氧化反应，失电子还原反应，得电子还原反应，得电子2、碱性介质中，若生成、碱性介质中，若生成H+，结合，结合OH-H2
9、O1、酸性介质中，若生成、酸性介质中，若生成OH-,结合结合H+H2O 3、碱性介质中，若生成、碱性介质中，若生成CO2，结合，结合OH-CO32-4、碱性介质中，若生成金属阳离子，则可能会结、碱性介质中，若生成金属阳离子，则可能会结 合合OH-沉淀沉淀M(OH)n3 3、遵守三大守恒：质量守恒、电荷守恒、遵守三大守恒：质量守恒、电荷守恒、转移电子守恒转移电子守恒4、两极反应式叠加得总反应式，总反应式减去其中一个、两极反应式叠加得总反应式，总反应式减去其中一个 电极反应式，可得另一个电极的反应式电极反应式，可得另一个电极的反应式 5、规律：、规律：一般来说，金属作负极的原电池一般来说，金属作负
10、极的原电池负极：负极：酸性或中性介质中：酸性或中性介质中：Mne-=Mnn+碱性介质中碱性介质中:Mne-+nOH-=M(OH)n正极：酸性介质中：正极：酸性介质中：2H+2e-=H2 阳离子与金属反应的介质中：阳离子与金属反应的介质中：NX+xe-=N阳离子不与金属反应的介质中：阳离子不与金属反应的介质中：O2+4e-+2H2O=4OH-特殊：铝镁氢氧化钠电解质，铝铜浓硝酸电解质特殊：铝镁氢氧化钠电解质，铝铜浓硝酸电解质注：电极反应式中若有气体生成，需加注：电极反应式中若有气体生成，需加“”；若有固体生成，一般不标；若有固体生成，一般不标“”练习：写出下列原电池中的电极反应和总反应练习：写出
11、下列原电池中的电极反应和总反应1、Mg稀硫酸稀硫酸Cu2、Fe稀盐酸稀盐酸C3、CuFeCl3溶液溶液Pt4、ZnAgNO3溶液溶液Cu5、MgNaOH溶液溶液Cu6、FeKCl溶液溶液Cu7、AlNaOH溶液溶液Mg8、Al浓硝酸浓硝酸Cu1、负极：、负极：Mg 2e-=Mg2+正极：正极：2H+2e-=H2 总反应：总反应：Mg+2H+=Mg2+H2答案：答案：2、负极：、负极：Fe2e-=Fe2+正极：正极：2H+2e-=H2 总反应：总反应：Fe+2H+=Fe2+H23、负极：、负极：Cu 2e-=Cu2+正极：正极：Fe3+e-=Fe2+总反应：总反应：Cu+2Fe3+=Cu2+2F
12、e2+4、负极：、负极：Zn 2e-=Zn2+正极：正极：Ag+e-=Ag总反应：总反应：Zn+2Ag+=Zn2+2Ag5、MgNaOH溶液溶液Cu6、FeKCl溶液溶液Cu7、AlNaOH溶液溶液Mg8、Al浓硝酸浓硝酸Cu5、负极：、负极：Mg 2e-+2OH-=Mg(OH)2 正极：正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总反应：总反应：2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2 6、负极：、负极：Fe 2e-=Fe2+正极：正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总反应：总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 7、负极：、负极：Al 3e-+4OH-=AlO2-+2H2O 正极：正
13、极：2e-+2H2O=H2+2OH总反应：总反应：2Al+2OH+2H2O=2AlO2-+3H28、负极：、负极：Cu 2e-=Cu2+正极正极:2H+NO3-+e-=H2O+NO2总反应：总反应：Cu+4H+2NO3-=Cu2+2H2O+2NO2（八）原电池的设计（八）原电池的设计1、先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应、先将已知的氧化还原反应拆分为两个半反应2、根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应，、根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应，找出正负极材料及电解质溶液找出正负极材料及电解质溶液 3、按要求画出原电池装置图、按要求画出原电池装置图（九）应用（九）应用1 1、形成原电池，
14、可以加快氧化还原反应、形成原电池，可以加快氧化还原反应 的反应速率的反应速率 2 2、通过原电池的电极，可以比较金属活、通过原电池的电极，可以比较金属活 泼性强弱泼性强弱 3 3、设计化学电源、设计化学电源4 4、保护金属设备：被保护金属作正极、保护金属设备：被保护金属作正极（一）分类：（一）分类：1、一次电池：就是放电后不可再充电的电池。随着使用，一次电、一次电池：就是放电后不可再充电的电池。随着使用，一次电池中能发生氧化还原反应的物质逐渐被消耗，当这些物质被消耗到池中能发生氧化还原反应的物质逐渐被消耗，当这些物质被消耗到一定程度时，电池就不能继续使用了。一次电池中电解质溶液制成一定程度时，
15、电池就不能继续使用了。一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池。胶状，不流动，也叫做干电池。二、二、化学电源化学电源2、二次电池：又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充、二次电池：又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。即它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电而反复使用的电池。即它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（一般通过充电器将交流电转变为直流电进行充电时可以逆向进行（一般通过充电器将交流电转变为直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现将化学能转变为电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现将化学能转变为电能（放电）
16、，再由电能转变为化学能（充电）的循环。电能（放电），再由电能转变为化学能（充电）的循环。3、燃料电池：是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转换成、燃料电池：是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。电能的化学电池。(二）优点：二）优点：1 1、化学电池的能量转化效率较高，供能稳定可靠、化学电池的能量转化效率较高，供能稳定可靠 2、可以制成各种形状、大小、可以制成各种形状、大小和容量不同的电池及电池组和容量不同的电池及电池组 3、方便携带，易于维护、方便携带，易于维护（三）判断电池优劣的主要标准：（三）判断电池优劣的主要标准：1 1、比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电、比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少能的多少 2、比功率：输出功率的大小、比功率：输出功率的大小3、电池可储存时间的长短、电池可储存时间的长短 1、普通锌锰干电池、普通锌锰干电池（1 1）电极材料及电极反应：）电极材料及电极反应：负极：锌筒负极：锌筒 Zn-2e-=Zn2+正极正极：石墨石墨 2NH4+2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2O（2）电解质）电解质：MnO2、NH
