第六章第二讲原电池

1、第二讲原电池新型化学电源第二讲原电池新型化学电源 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 考纲展示考纲展示 1了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方 程式。程式。2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。了解常见的化学电源的种类及其工作原理。 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 考点一考点一 原电池及工作原理原电池及工作原理 考点二考点二 盐桥原电池的应用盐桥原电池的应用 考点三考点三 原电池原理的应用原电池原理的应用 考点四考点四 化学电源及电极反应式的书写化

2、学电源及电极反应式的书写 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 考考 点点 一一原电池及工作原理原电池及工作原理 一、原电池的概念和反应本质一、原电池的概念和反应本质 原电池是把原电池是把_转化为转化为_的装置，其反应本质是的装置，其反应本质是 _。 二、原电池的构成条件二、原电池的构成条件 1一看反应一看反应 看是否有能自发进行的看是否有能自发进行的_发生发生(一般是活泼性强一般是活泼性强 的金属与电解质溶液反应的金属与电解质溶液反应)。 2二看两电极：二看两电极：一般是一般是_的两电极。的两电极。 化学能化学能电能电能 氧化还原反应氧化还原反应 氧化还原反应氧化还

3、原反应 活泼性不同活泼性不同 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 3三看是否形成闭合回路三看是否形成闭合回路 形成闭合回路需三个条件：形成闭合回路需三个条件： (1)_溶液；溶液； (2)两电极直接或间接接触；两电极直接或间接接触； (3)两电极插入两电极插入_溶液。溶液。 电解质电解质 电解质电解质 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 三、原电池的工作原理三、原电池的工作原理 如图是两种锌铜原电池示意图，请填空：如图是两种锌铜原电池示意图，请填空： 1反应原理反应原理 电极名称电极名称负极负极正极正极 电极材料电极材料_ 电极反应电极反

4、应Zn2e =Zn2 Cu2 2e =Cu 反应类型反应类型_ 锌片锌片 铜片铜片 氧化反应氧化反应还原反应还原反应 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 2.原电池中的三个方向原电池中的三个方向 (1)电子方向：从电子方向：从_流出沿导线流入流出沿导线流入_； (2)电流方向：从电流方向：从_沿导线流向沿导线流向_； (3)离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向_迁移，迁移， 阳离子向阳离子向_迁移。迁移。 负极负极 正极正极 正极正极 负极负极 负极负极 正极正极 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量

5、 名师点拨名师点拨 原电池工作原理中四个常见失分点的规避原电池工作原理中四个常见失分点的规避 (1)只有自发进行的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化只有自发进行的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化 学能转化为电能。学能转化为电能。 (2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定 向移动共同组成了一个完整的闭合回路。向移动共同组成了一个完整的闭合回路。 (3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶 液。液。 (4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。原电池的

6、负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 C 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 C 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 思维建模思维建模 原电池正、负极的判断方法原电池正、负极的判断方法 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 D 栏目栏目 导引导引 第六章第

7、六章 化学反应与能量化学反应与能量 B 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 D 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 一、盐桥的组成和作用一、盐桥的组成和作用 1盐桥中装有饱和的盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。等溶液和琼胶制成的胶冻。 2盐桥的作用：盐桥的作用：(1

8、)连接内电路，形成闭合回路；连接内电路，形成闭合回路；(2)平衡平衡 电荷，使原电池不断产生电流。电荷，使原电池不断产生电流。 考考 点点 二二盐桥原电池的应用盐桥原电池的应用 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 二、单池原电池和盐桥原电池的对比二、单池原电池和盐桥原电池的对比 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 1图图1和图和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、 反应现象。反应现象。 负极：负极：_， 正极：正极：_， 总反应：总反应：ZnCu2 =Cu Zn2 。 。 Zn2e =Z

9、n2 Cu2 2e =Cu 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 2不同点：图不同点：图1中中Zn在在CuSO4溶液中直接接触溶液中直接接触Cu2 ，会有一 ，会有一 部分部分Zn与与Cu2 直接反应 直接反应,该装置中既有化学能和电能的转化该装置中既有化学能和电能的转化, 又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。 图图2中中Zn和和CuSO4溶液在两个池子中溶液在两个池子中,Zn与与Cu2 不直接接触， 不直接接触， 不存在不存在Zn与与Cu2 直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了 直接反应的过程，所以仅是化

10、学能转化成了 电能，电流稳定，且持续时间长。电能，电流稳定，且持续时间长。 3关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正 极区。极区。 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 名师点拨名师点拨 ( (1) )盐桥中的离子不断释放到两个池中，逐渐失去导电作用，盐桥中的离子不断释放到两个池中，逐渐失去导电作用， 需定期更换盐桥。需定期更换盐桥。 ( (2) )半电池的构成条件：电极金属与其对应盐溶液，不要任意半电池的构成条件：电极金属与其对应盐溶液，不要任意 替换成其他阳离子替换成其他阳离子 ，否则可能影响效果。，否

11、则可能影响效果。 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 D 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 思维建模思维建模 突破解题障碍突破解题障碍理清解题思路理清解题思路 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 A 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 B 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反

12、应与能量 C 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 D 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 两次操作均能形成原电池，化学能转变成电能两次操作均能形成原电池，化学能转变成电能 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 2I 2e =I2 A 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第

13、六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 一、比较金属的活动性强弱一、比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属作原电池中，一般活动性强的金属作_，而活动性弱的金，而活动性弱的金 属属(或非金属或非金属)作作_。 二、加快化学反应速率二、加快化学反应速率 一个一个_进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率 _，如，如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量 CuSO4溶液，形成锌铜原电池，加快反应进行。溶液，形成锌铜原电池，加快反应进行。 考

14、考 点点 三三原电池原理的应用原电池原理的应用 负极负极 正极正极 自发自发 加快加快 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 三、用于金属的防护三、用于金属的防护 使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如：要使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如：要 保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块 锌块相连，使锌作原电池的负极。锌块相连，使锌作原电池的负极。 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 四、设计制作化学电源四、设计制作化学电源 1首先将氧化还原反应分成两个半

15、反应。首先将氧化还原反应分成两个半反应。 2根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材 料和电解质溶液。料和电解质溶液。 电解质溶液一般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,或者电解质溶液中溶或者电解质溶液中溶 解的其他物质能与负极发生反应解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气如溶解于溶液中的空气)。 但如果两个半反应分别在两个容器中进行但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥中间连接盐桥)， 则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。

16、 如在锌铜原电池中如在锌铜原电池中,负极负极Zn浸泡在含有浸泡在含有Zn2 的电解质溶液中 的电解质溶液中, 而正极而正极Cu浸泡在含有浸泡在含有Cu2 的电解质溶液中。 的电解质溶液中。 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 名师点拨名师点拨 比较金属活泼性的三种方法比较金属活泼性的三种方法 (1)根据原电池：一般情况下，负极大于正极。根据原电池：一般情况下，负极大于正极。 (2)根据电解池：易得电子的金属阳离子，相应金属的活动性根据电解池：易得电子的金属阳离子，相应金属的活动性 较弱。较弱。 (3)根据金属活动性顺序表。根据金属活动性顺序表。 栏目栏目 导引导引

17、第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 A 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 B 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 B 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 D 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第

18、六章 化学反应与能量化学反应与能量 Cu2e =Cu2 2Fe3 2e =2Fe2 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 解析：据题意要求，应按照反应解析：据题意要求，应按照反应2Fe3 Cu=Cu2 2Fe2 进行设计，进行设计，Cu作负极，作负极，Fe3 作正极反应物即可。 作正极反应物即可。 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 4(2015贵州遵义模拟贵州遵义模拟)某校化学兴趣小组进行探究性活某校化学兴趣小组进行探究性活 动：将氧化还原反应：动：将氧化还原反应：2Fe3 2I 2Fe2 I2，设计成带，设计成带 盐桥的原电池。提供的试

19、剂：盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl3溶液、溶液、KI溶液；其他用溶液；其他用 品任选。品任选。 请回答下列问题：请回答下列问题： (1)请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料，电极名称请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料，电极名称 及电解质溶液。及电解质溶液。 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 (2)发生氧化反应的电极反应式为发生氧化反应的电极反应式为_。 (3)反应达到平衡时，外电路导线中反应达到平衡时，外电路导线中_(填填“有有”或或 “无无”)电流通过。电流通过。 (4)平衡后向平衡后向FeCl3溶液中加入少量溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全

20、部溶固体，当固体全部溶 解后，则此时该溶液中电极变为解后，则此时该溶液中电极变为_(填填“正正”或或 “负负”)极。极。 解析：解析：(1)先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定 正负极区的电解质溶液。正负极区的电解质溶液。(2)发生氧化反应的电极是负极，发生氧化反应的电极是负极，I 失电子。失电子。(3)反应达到平衡时，无电子流动，故无电流产生。反应达到平衡时，无电子流动，故无电流产生。 (4)平衡后向平衡后向FeCl3溶液中加入少量溶液中加入少量FeCl2固体，平衡逆向移固体，平衡逆向移 动，此时动，此时Fe2 失电子，电极变成负极。 失电

21、子，电极变成负极。 2I 2e =I2 无无 负负 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 总反应：总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2 考考 点点 四四化学电源及电极反应式的书写化学电源及电极反应式的书写 负极材料：负极材料：_ 电极反应：电极反应：_ _ 正极材料：正极材料：_ 电极反应：电极反应：_ _ 一、一次电池一、一次电池碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池 Zn Zn2OH 2e =Zn(OH)2 MnO2 2MnO22H2O 2e =2MnOOH 2OH 栏目栏目 导引导引 第

22、六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 二、二次电池二、二次电池(以铅蓄电池为例以铅蓄电池为例) 1放电时的反应放电时的反应 (1)负极：负极：_ (氧化反应氧化反应)； 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 三、燃料电池三、燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性 两种。两种。 酸性酸性碱性碱性 负极反负极反 应式应式 正极反正极反 应式应式 电池总电池总 反应式反

23、应式 2H24e =4H 2H24OH 4e =4H2O O24H 4e =2H2O O22H2O4e =4OH 2H2O2=2H2O 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 四、电极反应式书写的步骤和规律四、电极反应式书写的步骤和规律 1一般电极反应式书写的一般电极反应式书写的“三步骤三步骤” 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 b a MnO2e Li =LiMnO2 Li1 xCoO2 LixC6=LiCoO26C 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 CH3OCH312e 3H2O=2CO212H 12 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 还原还原 NOO2 2e =NO2 栏目栏目 导引导引 第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 增大反应物接触面积，使反应更充分增大反应物接触面积，使反应更充分 H2S2FeCl3=2FeCl