原电池原理高三复习课件.ppt

1、原电池原理及其应用原电池原理及其应用返回返回11茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中极材料的海水电池。在这种电池中铝合金是阳极铝合金是阳极 铝合金是负极铝合金是负极海水是电解液海水是电解液 铝合金电极发生还原反应铝合金电极发生还原反应A B CD答案答案A电池电极只称为正、负极，故电池电极只称为正、负极，故错。其中活错。其中活泼的一极为负极，即为铝合金，泼的一极为负极，即为铝合金，

2、对。电极对。电极在海水中，故海水为电解质溶液，在海水中，故海水为电解质溶液，对。对。铝合金为负极，则发生氧化反应，故错。原铝合金为负极，则发生氧化反应，故错。原电池的构成及电极反应的判断。电池的构成及电极反应的判断。问题问题1:下列装置中灵敏电流计上是否有下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过电流通过?下列装置是否为原电池下列装置是否为原电池?构成原电池条件构成原电池条件电解质溶液电解质溶液活泼性不同的两电极活泼性不同的两电极形成闭合回路形成闭合回路问题问题2：有电流说明有：有电流说明有电能产生电能产生,电能是怎样电能是怎样转化来的转化来的?例例1、Zn、Cu作两极，稀硫酸作电解质溶液的作两极，

3、稀硫酸作电解质溶液的原电池中：原电池中：Cu作作_极极,Zn作作_极极电极反应式是：负极电极反应式是：负极_,正极正极_,总反应式是总反应式是_正正负负Zn-2e-2e-=Zn 2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2Zn+H+H2 2SOSO4 4=Zn SOSO4 4+H+H2 2ZnCu电子流动方向 e-电流流动方向CuZn-+e-IH+SO42-e-e-e-e-Zn2+Zn2+内电路离子定向移动外电路电子定向移动1 1、原电池的反应原理、原电池的反应原理发生氧化还原反应发生氧化还原反应化学能转化为电能化学能转化为电能2 2、原电池电极的判断、原电池电极的判断负极负极相对活泼相对活泼

4、-失电子失电子-电子流出电子流出-发生发生氧化反应氧化反应正极正极相对不活泼相对不活泼-得电子得电子-电子流入电子流入-发生发生还原反应还原反应3.离子移动方向离子移动方向：阳离子：阳离子 正极，阴离子正极，阴离子 负极负极 例例2 2：航天技术上使用的氢氧燃料电池具：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有有酸式酸式和和碱式碱式两种，它们放电时的总反应都可两种，它们放电时的总反应都可以表示为以表示为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸式酸式电池中电解质是电池中电解质是酸酸，其其负负极反应可表示为极反应

5、可表示为_，则其正极，则其正极反应式为反应式为_。碱式电池的电解。碱式电池的电解质是质是碱碱，其，其正极正极反应式为反应式为_，则其负极反应可表示为则其负极反应可表示为_ 。2H2-4e-+4OH-=4H2O 2H2-4e-=4H+O2+4e-+4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-原电池电极反应式的书写注意事项原电池电极反应式的书写注意事项：（1）找出两极找出两极放电的物质放电的物质，负氧正还负氧正还。（2）要注意要注意溶液的酸碱性溶液的酸碱性，适当的在，适当的在电极方程式两边添加电极方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵循以遵循电荷守恒和质量守恒电荷守恒和质量守恒。（3）要要注意

6、电极反应注意电极反应产物是否与电解质溶液产物是否与电解质溶液发发生反应。生反应。小结小结即即电流电流是通过电子是通过电子走走“陆陆路路”、离子、离子走走“水水路路”而形成而形成的的 练习练习1 1、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽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、用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出图中甲烷燃料电池中汽油等。请写出图中甲烷燃料电池中a a极的极的电极反应式电极反应式：，此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式 。KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH

7、4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 练习练习2：有人设计出利用有人设计出利用CH4和和O2的反应，的反应，用铂电极在用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的溶液中构成原电池。电池的总反应类似于总反应类似于CH4在在O2中燃烧，则下列说法中燃烧，则下列说法正确的是（正确的是（）每消耗每消耗1molCH4可以向外电路提供可以向外电路提供8mole-负极上负极上CH4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O负极上是负极上是O2获得电子，电极反应式为：获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=

8、4OH-电池放电后，溶液电池放电后，溶液PH不断升高不断升高 A.B.C.D.A 练习练习3：已知下列原电池的总反应式，已知下列原电池的总反应式，Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，请写出电极，请写出电极反应式反应式 负极：负极：_ 正极：正极：_ 练习练习4：将上题中的反应设计成原电池。画出将上题中的反应设计成原电池。画出装置图并注明电极材料及电解质溶液。装置图并注明电极材料及电解质溶液。2Fe3+2e-=2Fe2+Cu-2e-=Cu2+练习练习5：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时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起电解池的作用

9、。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：和放电时发生的反应：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。练习练习6、(99理综理综)熔融盐燃料电池具有高的熔融盐燃料电池具有高的发电效率发电效率,因而受到重视因而受到重视.可用可用Li2CO3和和N

10、a2CO3的熔融盐混合物用电解质的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极为阳极燃气燃气,空气与空气与CO2的混合气为阴极助燃气的混合气为阴极助燃气,制制得在得在650下工作的燃料电池下工作的燃料电池,完成有关的电完成有关的电池反应式池反应式:负极反应式负极反应式:,正极反应式正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-总电池反应总电池反应 式式:.2CO+2CO32-4e-=4CO22CO+O2=2CO2解析：本题中解析：本题中COCO为还原剂为还原剂，空气中，空气中O O2 2为氧化剂为氧化剂，电池总反应式为：电池总反应式为：2CO+O2CO+O2 2=2CO2CO2 2。用。用总反应式减总反应

11、式减去电池负极（去电池负极（即题目指的阳极）即题目指的阳极）反应式反应式，就可，就可得得到电池正极到电池正极（即题目指的阴极）反应式：（即题目指的阴极）反应式：O O2 2+2CO+2CO2 2+4e+4e-=2CO 2CO3 32-2-。1 1、原电池的反应原理、原电池的反应原理2 2、电极反应、电极反应 式的书写式的书写（1 1）找出两极放电的物质找出两极放电的物质（2 2）分析放电后的产物是否分析放电后的产物是否与溶液中的溶质反应与溶液中的溶质反应3 3、原电池电、原电池电 极的判断极的判断负极负极相对活泼相对活泼-失电子失电子-电子流电子流 出出-发生氧化反应发生氧化反应正极正极相对不

12、活泼相对不活泼-得电子得电子-电子流入电子流入-发生还原反应发生还原反应发生氧化还原反应发生氧化还原反应原电池原理总结原电池原理总结化学能转化为电能化学能转化为电能1、填写完善学案填写完善学案2、完成课堂检测（一）完成课堂检测（一）原电池应用原电池应用负极负极（锌筒）（锌筒）：Zn-2e-=Zn 2+正极正极（石墨）（石墨）：2NH4+2e-=2NH3+2H2 总反应：总反应：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2 1、锌、锌-锰干电池锰干电池(酸性）酸性）常用电池的电极反应和电池总反应式书写常用电池的电极反应和电池总反应式书写2、铅蓄电池、铅蓄电池负极负极PbPb：Pb+SO42-2e

13、-=PbSO4正极正极PbO2：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：总反应：钮扣电池：不锈钢制成一个由正钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由内靠正极一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨组成的正极活性材料，负极石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓材料，电解质溶液为浓KOHKOH溶液，溶液，已知电池内已知电池内ZnZn的氧化产物为的氧化产物为ZnOZnO，3、银、银-锌电池锌电池负极：负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O

14、正极：正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag5、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)36、锂电池（非水有机溶剂电解液）、锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：负极：2Li-2e=2Li+，正极：，正极：I2+2e=2I，总反应：总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储

15、存寿命长。高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。4、燃料电池、燃料电池化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟非金属单质金属跟非金属单质直接接触直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触现象现象无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生本质本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化联系联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍金属的腐蚀金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质

16、是金属应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。原子失去电子被氧化的过程。金属的腐蚀及其防护金属的腐蚀及其防护析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）为例）析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜酸性较强水膜酸性较强（pH4.3）水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性 电电极极反反应应 负负极极 正正极极总反应式总反应式O2+2H2O+4e-=4OH2H+2e-=H2Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe-2e=Fe2+练习：练习：下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀

17、速度从快到慢的顺序的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是是 A B C D D（3）金属防护的几种重要方法）金属防护的几种重要方法 改变金属内部的组织结构，制成合金。改变金属内部的组织结构，制成合金。在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解 池的阴极而受到保护。池的阴极而受到保护。在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀小结小结