原电池原理及应用电化学复习课件.ppt

1、9.1-原电池原理及其应用原电池原理及其应用【考试说明要求】【考试说明要求】1、理解原电池和电解池的工作原理，能写、理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。出电极反应和电池反应方程式。2、了解常见的化学电源种类及其工作原理。、了解常见的化学电源种类及其工作原理。3、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解、理解金属发生电化学腐蚀的原因，了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。活动性不同活动性不同 两种金属两种金属 一种金属和一种可以导电的非金属一种金属和一种可以导电的非金属电解质溶液电解质溶液 形成闭形成闭 合回路合回路 氧化还原氧化还原 氧

2、化反应氧化反应还原反应还原反应()()Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2Cu2+2e-=CuZn+Cu2+=Zn2+Cu/Zn+2H+=Zn2+H2 硫酸铜溶液硫酸铜溶液/硫酸溶液硫酸溶液ZnCue-阴阴离离子子阳阳离离子子A氧化还原反应氧化还原反应借助一定借助一定模型，回模型，回顾所学知顾所学知识识思考：思考：1.原电池的原电池的形成条件？形成条件？2.原电池反原电池反应的结果？应的结果？“电子不下水电子不下水”+CuSO4 溶液溶液CuSO4 溶液溶液电流的稳定性电流的稳定性电电流流强强度度Zn+Cu2+=Zn2+Cu知识之间知识之间的内在生的内在生长点长点原电池装置原电池装置盐桥的

3、作用盐桥的作用沟通内电路，沟通内电路，稳定电流稳定电流运用科学手运用科学手段验证我们段验证我们的推理的推理原电池中盐桥的作用原电池中盐桥的作用盐桥的成分：盐桥的成分：通常装有含琼胶的通常装有含琼胶的 KCl 饱和溶液饱和溶液盐桥的存在：盐桥的存在：使得阴离子通过使得阴离子通过“桥桥”移向负极，阳离子移向负极，阳离子通过通过“桥桥”移向正极；则两烧杯中的电解质溶液均保持移向正极；则两烧杯中的电解质溶液均保持电中性。氧化还原反应得以继续进行，不断产生电流。电中性。氧化还原反应得以继续进行，不断产生电流。有盐桥原电池装置的特点：有盐桥原电池装置的特点：金属材料与该金属盐溶液在金属材料与该金属盐溶液在

4、同一体系中同一体系中电池电池 负极反应负极反应 正极反应正极反应 总反应式总反应式 一次电池一次电池(锌锰干锌锰干电池电池)酸性锌酸性锌锰干电锰干电池池 _碱性锌碱性锌锰干电锰干电池池 _2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH _2MnOOHZn-2e=Zn2 2NH2e=2NH3H2Zn2OH-2e-2e-=Zn(OH)2Zn2MnO22H2O=Zn(OH)2二次电池二次电池(铅铅蓄电池蓄电池)_燃料燃料电池电池(氢氧氢氧燃料燃料电池电池)酸性酸性氢氧氢氧燃料燃料电池电池2H24H4e O24e4H2H2O 2H2 O2=2H2O 碱性碱性氢氧氢氧燃料燃料电池电池2H2 4OH 4H2O

5、4e O24e2H2O4OH 2H2 O2=2H2O Pb(s)-2e-+PbSOPbSO4 4(s)PbO2(s)2e 4H(aq)=PbSO4(s)2H2O(l)Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)=答案答案D 列物质列物质标得失标得失看环境配看环境配守恒守恒两式加两式加验总式验总式判断出电极反应产物判断出电极反应产物,找出得失电子的找出得失电子的数量数量两电极反应式相加两电极反应式相加,与总反应式对照验证与总反应式对照验证电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存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在，如碱性介质中生成的H

6、+应让其结合应让其结合OH-生生成水。电极反应式要根据电荷守恒、质量守恒、成水。电极反应式要根据电荷守恒、质量守恒、电子守恒等加以配平。电子守恒等加以配平。答案答案C 答案答案D 答案答案B 2.2.（20122012年广东）碘也可用作心脏起捕器电年广东）碘也可用作心脏起捕器电源源锂碘电池的材料，该电池反应为：锂碘电池的材料，该电池反应为：2 Li(s)+I2 Li(s)+I2 2(s)=2 LiI(s)H(s)=2 LiI(s)H碘电极作为该电池的碘电极作为该电池的 极。极。正正答案答案B 4 4、（、（20112011广东）某小组为研究电化学原理，设计如广东）某小组为研究电化学原理，设计如

7、图图2装置。下列叙述不正确的是（装置。下列叙述不正确的是（）A Aa和和b不连接时，铁片上会有金属不连接时，铁片上会有金属铜析出铜析出B Ba和和b用导线连接时，铜片上发生用导线连接时，铜片上发生的反应为：的反应为：Cu22e CuC C无论无论a和和b是否连接，铁片均会溶是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D Da和和b分别连接直流电源正、负极，分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，电压足够大时，Cu2向铜电极移动向铜电极移动D答案答案A 1 1、酸性锌锰干电池、酸性锌锰干电池干电池用锌制桶形外壳作干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有负极，位

8、于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充墨周围填充NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉作电解质溶液，和淀粉作电解质溶液，还还填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正极放出的的黑色粉末吸收正极放出的H H2 2。(一一)一次电池一次电池练：写出练：写出锌锰干电池锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式。的电极反应和总化学反应方程式。负极负极正极正极总反应总反应Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正

9、常供电了？已经不能正常供电了？_我们在使用干电池的我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？中的什么成分起了作用？锌筒变软，电池表面变得不平整锌筒变软，电池表面变得不平整2MnO2+H2=Mn2O3+H2O电极总的反应式为：电极总的反应式为：2NH2NH4 4Cl+Zn+2MnOCl+Zn+2MnO2 2=ZnCl=ZnCl2 22NH3+MnMn2 2O O3 3+H+H2 2O O负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正极（石墨）：正极（石墨）：2MnO2+2e-+2H2O

10、=2MnOOH+2 OH 总反应：总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH2 2、碱性锌锰干电池、碱性锌锰干电池碱性锌锰电池的优点：碱性锌锰电池的优点：电流稳定，放电容量、时间电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。增大几倍，不会气涨或漏液。普通锌锰干电池缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液普通锌锰干电池缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液3 3、锂电池、锂电池锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2)：8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S负极：负极：；正极

11、：；正极：。用途：质轻、高能用途：质轻、高能(比能量高比能量高)、高工作效率、高稳定电压、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。8Li-8e8Li-8e-=8Li=8Li+3SOCl3SOCl2 2+8e+8e-=6Cl=6Cl-+SO+SO3 32-2-+2S+2S电解质溶液电解质溶液:正极：正极：PbO2 负极：负极：PbH2SO4溶液溶液负极（负极（Pb）:Pb-2e-+SO4 2-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 正极（正极（PbO2）:PbO2+4H+SO42-+2e

12、-=PbSO4+2H2O总反应：总反应：放电放电-原电池反应原电池反应(二二)二次电池二次电池(可充电可充电)1、铅蓄电池、铅蓄电池:缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉安全可靠、价格低廉 正极壳填充正极壳填充AgAg2 2O O和石墨，负极盖填充锌汞合和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液金，电解质溶液KOHKOH。反应式为：。反应式为：2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 充电充电放电放电2 2、银锌蓄电池、银锌蓄电池练习练习1：银：银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放电放电充电充电此电池放电时，负极上发生反应的物质是（此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD电极反应：电极反应：负极：负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极：正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-