原电池与电解池复习课件.ppt
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- 原电池 电解池 复习 课件
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1、原原 电电 池池 电电 解解 池池 装置特点装置特点 电能转化为化学能电能转化为化学能化学能转化为电能化学能转化为电能形成条件形成条件 活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极电解质溶液电解质溶液构成闭合回路构成闭合回路 外加电源、两个电极外加电源、两个电极电解质溶液电解质溶液构成闭合回路构成闭合回路 自发氧化还原反应自发氧化还原反应12021/2/6普通干电池普通干电池手机电池手机电池钮扣电池钮扣电池笔记本电脑笔记本电脑 专用电池专用电池 摄像机摄像机专用电池专用电池 “神六神六”用用太阳能电池太阳能电池原电池原电池原原 电电 池池 负负 极极正正 极极eeeeeH+H+Zn2e=Zn2+2
2、+2H2eH2氧化反应氧化反应还原反应还原反应总反应:总反应:Zn2H=Zn2+H232021/2/6负极(负极(Zn):):Zn-2e=Zn2+正极(正极(Cu):):2H2eH2总反应:总反应:Zn2H=Zn2+H2原电池的工作原理原电池的工作原理氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液(盐桥盐桥)失失e,沿导线传递,有电流产生,沿导线传递,有电流产生 外电路外电路还原反应还原反应Cu2+2e-=Cu阴离子阴离子阳离子阳离子 内电路内电路 总反应:总反应:负极负极正极正极 Cu2+2e-=CuZn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuS
3、O4=ZnSO4+Cu(离子方程式)离子方程式)(化学方程式)(化学方程式)正极:正极:负极:负极:(氧化反应)(氧化反应)(还原反应)(还原反应)阳离子阳离子电极反应电极反应电池反应电池反应 考点一、考点一、原电池的工作原理复习原电池的工作原理复习课堂练习课堂练习判断下列原电池的正负极,写出电极反应方程式判断下列原电池的正负极,写出电极反应方程式正极正极负极负极正极正极负极负极正极正极负极负极正:?正:?负:负:?总:?总:?正:正:2H2eH2负:负:Fe-2e=Fe2+2HFeFe2+H2正:正:Fe3eFe2+负:负:Fe-2e=Fe2+2Fe3Fe3Fe2+原电池正负极的判断?原电池
4、正负极的判断?知识梳理知识梳理题型构建题型构建原电池正、负极判断方法原电池正、负极判断方法思思 考考 v原电池工作过程中,在正极上得电子的一定是电解质溶液中的阳离子吗?原电池工作过程中,在正极上得电子的一定是电解质溶液中的阳离子吗?不一定,当负极与电解质溶液不发生反应时,原电池中其它氧化剂在正极得电子,如:不一定,当负极与电解质溶液不发生反应时,原电池中其它氧化剂在正极得电子,如:O O2 2+4e+4e-+2H+2H2 2O=4OHO=4OH-思考:下列哪些反应可能成为原电池反应?思考:下列哪些反应可能成为原电池反应?、MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O2、2CH3OH+3O2
5、=2CO2+4H2O3、2NH4HSO4+2NaOH=(NH4)2SO4+Na2SO4+2H2O 为什么为什么?原电池反应的基础是氧化还原反应,故从理论上说任何一个自发进行的氧化还原反应因都会有电子转移的原电池反应的基础是氧化还原反应,故从理论上说任何一个自发进行的氧化还原反应因都会有电子转移的存在,都可能成为原电池反应存在,都可能成为原电池反应 (1 1)盐桥?)盐桥?(2 2)作用?)作用?导线的作用是传递电子,沟通外电路。导线的作用是传递电子,沟通外电路。盐桥的作用:盐桥的作用:1.1.连接内电路,形成闭合回路连接内电路,形成闭合回路 2.2.平平衡电荷,使原电池不断产生电流衡电荷,使原
6、电池不断产生电流双液原电池双液原电池 (3)盐桥连接内电路原电池盐桥连接内电路原电池的优点:避免了电极与的优点:避免了电极与电解质溶液直接反应,可以更彻底的将化学能转化电解质溶液直接反应,可以更彻底的将化学能转化为电能为电能(高考海南化学卷,原电池高考海南化学卷,原电池)依据氧化还原反应:依据氧化还原反应:2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。设计的原电池如图所示。盐桥盐桥XYACuSO4溶液溶液电流计电流计Ag请回答下列问题:请回答下列问题:(1)电极电极X的材料是的材料是_;电解质溶液电解质溶液Y是是_;(2)银电极为电池的银电极为电池的_极,极,发生的
7、电极反应为发生的电极反应为_X电极上发生的电极反应为电极上发生的电极反应为_;(3)外电路中的电子是从外电路中的电子是从_电极流向电极流向_电极。电极。铜铜(或或Cu)AgNO3溶液溶液正正Age AgCu Cu2 2e 负负(Cu)正正(Ag)利用反应利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2,设计一个单液原电池,一个双液原电池画出原电池的示意图,设计一个单液原电池,一个双液原电池画出原电池的示意图,并写出电极反应。并写出电极反应。参考答案参考答案(+)(-)G Zn Pt FeCl3溶液溶液负极(负极(Zn):):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)(氧化反应)正极(正极(Pt或或
8、C):):2Fe3+2e-=2Fe2+(还原反应)(还原反应)(+)(-)盐桥盐桥Zn C ZnCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液 G 原电池的原电池的设计设计判断右边原电池的正、负极,判断右边原电池的正、负极,并写出电极反应式。并写出电极反应式。A浓浓HNOHNO3 3溶液溶液负极:负极:Cu-2e-Cu2+正极:正极:NO3-+e-+2H+NO2+H2OCu FeMg AlA稀硫酸溶液稀硫酸溶液NaOHNaOH溶液溶液(稀硫酸)负极(稀硫酸)负极:MgMg2+2e-正极:正极:2H+2e-H2(NaOH溶液)溶液)负极:负极:2Al+8OH-2Al(OH)4-+6e-2Al+2OH-+6H2
9、O=2Al(OH)4-+3H2正极:正极:6H2O+6e-3H2+6OH-说明原电池的正极与负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成活泼电极说明原电池的正极与负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。一定作负极的思维定势。某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果如下:试根据某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果如下:试根据上表中的实验现象回答下列问题:上表中的实验现象回答下列问题:实验实验1、2中中 Al所作的电极是否相同?所作的电极是否相同?写
10、出实验写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。中的电极反应式和电池总反应方程式。不同;因为两实验中组成原电池的电极金属活动性不同,实验不同;因为两实验中组成原电池的电极金属活动性不同,实验1中中Al不活泼作正极,实验不活泼作正极,实验2中中Al活泼作负极;活泼作负极;Al为负极:为负极:Al3e-=Al3+,石墨为正极:,石墨为正极:2H+2 e-=H2,2Al+6H+=2Al3+3 H2;实验实验4中中 Al做正极还是做负极,为什么?做正极还是做负极,为什么?写出写出Al电极的电极反应式。电极的电极反应式。Al作负极,因为作负极,因为Al能与能与NaOH溶液反应而不能,溶液反应而不能,A
11、l+4OH-3e-=AlO2-+2H2O;解释实验解释实验5中电流计指针偏向中电流计指针偏向Al的原因?的原因?实验实验5中由于中由于Al在浓硝酸中发生钝化,所以在浓硝酸中发生钝化,所以Zn为负极为负极根据实验结果总结:在原电池中金属铝作正极还是根据实验结果总结:在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响。作负极受到哪些因素的影响。与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及与另一电极材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关。电解质溶液的氧化性强弱等因素有关。1、将等质量的两份锌粉、将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向分别加入过量的稀硫酸,
12、同时向a中加少量中加少量CuSO4溶液,下列各图中溶液,下列各图中产生氢气的体积产生氢气的体积V L与时间与时间t min的关系,正确的是(的关系,正确的是()A B C D A B C DA(一)原电池原理的应用:(一)原电池原理的应用:1、加快氧化还原反应的速率、加快氧化还原反应的速率2、有、有A、B、C、D四种金属,将四种金属,将A与与B用导线联结起来浸入稀用导线联结起来浸入稀H2SO4中,中,B极产生气泡,将极产生气泡,将A、D分分别浸入等浓度盐酸中,别浸入等浓度盐酸中,D比比A反应剧烈,将反应剧烈,将Cu浸入浸入B的盐溶液中,无明显变化,如果把铜浸入的盐溶液中,无明显变化,如果把铜浸
13、入C的盐的盐溶液中,有金属溶液中,有金属C析出,据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是(析出,据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是()、B2、比较金属活动性强弱、比较金属活动性强弱3、下列装置中四块相同的、下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(4)(2)(2)(1)(1)(3)(3)3、金属腐蚀快慢比较、金属腐蚀快慢比较4、下列化学反应有可能设计成原电池的是(、下列化学反应有可能设计成原电池的是()B、DA、CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2OB、Cu+2FeCl3 CuCl2+2FeCl2C、Na2SO3
14、+2H2SO4 Na2SO4+SO2+H2OD、CH4+2O2 CO2+2H2O4、设计电池、寻求和制造化学电源、设计电池、寻求和制造化学电源二、原电池应用二、原电池应用 5.烧过菜的铁锅如果未及时洗净(残液中含烧过菜的铁锅如果未及时洗净(残液中含 NaCl),第二天便出现红棕色锈斑(主要成分为),第二天便出现红棕色锈斑(主要成分为Fe 2 O 3nH2O)。)。请问这种现象产生的原因?请问这种现象产生的原因?5、解释金属的腐蚀、设计金属的防护、解释金属的腐蚀、设计金属的防护(一)原电池原理的应用:(一)原电池原理的应用:1、加快氧化还原反应的速率、加快氧化还原反应的速率2、比较金属活动性强弱
15、、比较金属活动性强弱3、金属腐蚀快慢比较、金属腐蚀快慢比较4、设计电池、寻求和制造化学电源、设计电池、寻求和制造化学电源负极(锌筒):负极(锌筒):Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,正极(石墨)正极(石墨):2H2O+2MnO2+2e-=2MnOOH+2OH-总反应:总反应:Zn+2H2O+2MnO2=2MnOOH+Zn(OH)2,1、碱性锌锰干电池、碱性锌锰干电池一次电池一次电池二次电池二次电池锂电池锂电池2、铅蓄电池、铅蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O负极材料:负极材料:正极材料:正极材料:电解质:电解质:PbPbO2H2SO4不溶于水的白色沉淀不溶于水的
16、白色沉淀电池反应方程式:电池反应方程式:放电是原电池原理;放电是原电池原理;充电是电解原理充电是电解原理知识梳理知识梳理题型构建题型构建深度思考深度思考深深 度度 思思 考考1可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接?可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接?答案答案知识梳理知识梳理题型构建题型构建深度思考深度思考深深 度度 思思 考考PbO2小小48Pb对换对换电解液电解液 H2O3、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池2e-2e-氢气氢气氧气氧气H+OH-A 负极负极 正极正极O2H2H2O2H2+4OH-4e-4H2OO2+2H2O+4e-4OH-总反应式:总反应式:2H2+O2=
17、2H2O碱性燃料电池碱性燃料电池负极:负极:正极:正极:总反应式:总反应式:2H2+O2=2H2O酸性酸性/中性燃料电池中性燃料电池负极:负极:正极:正极:2H2 4e-4H+O2+4e-+4H 2H2O 总反应式:总反应式:2H2+O2=2H2O固体电解质燃料电池固体电解质燃料电池负极:负极:正极:正极:2H2 4e-4H+O2+4e-2O2-知识梳理知识梳理题型构建题型构建CH48e2H2O=CO28H知识梳理知识梳理题型构建题型构建CH44O28e=CO22H2O知识梳理知识梳理题型构建题型构建燃料电池电极反应式的书写燃料电池电极反应式的书写根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的
18、物质都是根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O2,随着电解质溶液的不同,其电极反应有所不同,随着电解质溶液的不同,其电极反应有所不同,其实,我们只要熟记以下四种情况:其实,我们只要熟记以下四种情况:第三步:根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式第三步:根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系:电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式故根据第电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系:电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式故根据第一、二步写出的反应,有:电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式,注意在将两个反应式相
19、减时,一、二步写出的反应,有:电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式,注意在将两个反应式相减时,要约去正极的反应物要约去正极的反应物O2。银锌电池(电解质为银锌电池(电解质为KOH)负极:负极:Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正极:正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应:总反应:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag 海水电池(电解质溶液为海水)海水电池(电解质溶液为海水)负极:负极:4Al-12e-=4Al3+,正极:正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应:总反应:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)31 1、下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照
20、此图的提示,下列叙述不正确的是、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A Aa a电极是负极电极是负极B Bb b电极的电极反应为:电极的电极反应为:4OH4OH4e 2H4e 2H2 2O+OO+O2 2C C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D 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 废旧电池要进行回收,回收的主要目的是:废旧电池要进行回收,回收的主要目的是:1、废电池渗出的重金属离子,主要是、废电池渗出的重金属离子,主要是Hg
21、 2离子,会离子,会 造成地下造成地下 水源和土壤的污染。水源和土壤的污染。2、废旧电池中的有色金属是宝贵的自然资源。、废旧电池中的有色金属是宝贵的自然资源。污染中的污染中的“五毒五毒”Hg Cd镉镉 Pb铅铅 Cr铬铬 As砷砷 探讨探讨1 有人设计有人设计Pt和和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的电源。它依靠体内体为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的电源。它依靠体内体液中含有一定量的溶解氧、液中含有一定量的溶解氧、H+和和Zn2+进行工作。请写出两极反应。进行工作。请写出两极反应。_、_。心脏心脏起搏器起搏器负极:负极:正极:正极:Zn-2e-=Zn2
22、+O2+4e-+4H+=2H2O总反应:总反应:2Zn+O2+4H+=2Zn2+2H2O1(广东理基(广东理基34)下列有关电池的说法不正确的是)下列有关电池的说法不正确的是 A手机上用的锂离子电池属于二次电池手机上用的锂离子电池属于二次电池 B铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极 C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D锌锰干电池中,锌电极是负极锌锰干电池中,锌电极是负极B2(广东化学(广东化学14)可用于电动汽车的铝)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以空气燃料电池,通常以NaCl溶液或溶液或Na
23、OH溶液为电解液,铝合溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是 A以以NaCl溶液或溶液或NaOH溶液为电解液时,溶液为电解液时,正极反应都为:正极反应都为:O22H2O4e4OH B以以NaOH溶液为电解液时,溶液为电解液时,负极反应为:负极反应为:Al3OH3eAl(OH)3 C以以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中溶液为电解液时,电池在工作过程中 电解液的电解液的pH保持不变保持不变 D电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极AD3(福建理综(福建理综11)控制适合的条件,将反应)
24、控制适合的条件,将反应2Fe32I 2Fe2I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是A反应开始时,乙中反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应石墨电极上发生氧化反应B反应开始时,甲中反应开始时,甲中石墨电极上石墨电极上Fe3被还原被还原C电流计读数为零时,电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后,电流计读数为零后,在甲中溶入在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极固体,乙中石墨电极为负极知识梳理知识梳理题型构建题型构建两次操作中均能形成原电池,化学能转变成电能。两次操作中均能形成原电池,化学能转变成电能。
25、6:蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电:蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应:时发生的反应:下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是()A放电时,放电时,Fe是负极,是负极,NiO2是正极是正极 B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C充电时,阴极上的电极反应为:充电时,阴极上的电极反应为:D放电时,电解质溶液中的阴离子向正极方向移动放电时,电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 答案:答案:B B、D D。原
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