原电池及其应用

1、 原电池及其应用高考目的要求：1、了解原电池的组成及其工作原理2、了解几种重要的常见的原电池一、原电池的组成、结构、化学原理和工作原理1、原电池的概念 将化学能变成电能的的装置叫做原电池2、原电池的工作原理 （以伏打电池 Zn酸原电池为例说明） 工作原理： （）负极 锌片 Zn 2e Zn2(aq) （氧化） 电子从锌片流出 经导线 用电器 流入铜片（）正极 铜片 2H 2e H2 （还原） 电解质溶液中，SO42、OH 向负极（锌片）迁移， Zn2、H 向正极（铜片）迁移，形成电流。 总反应（电池反应）： Zn H2SO4 ZnSO4 H2 （离子反应） Zn 2H Zn2 H2从上述原电池

2、的工作原理看，原电池是一种把化学能转化为电能的装置；其实质是将一个自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的两个电极上发生，使反应中的电子通过电路转移定向流动形成电流。在原电池的外电路（含用电器）中，通过电子的定向流动（从负极流向正极）形成电流；在原电池的内电路（电解质溶液）中，通过阴阳离子的定向迁移（阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移）形成电流；在电极和电解质溶液之间的界面上通过发生氧化反应和还原反应形成电流。3、原电池的组成、结构 负极 电子流出的电极（失去电子、化合价升高、发生氧化反应的电极），一般由较活泼的金属单质、或易失去电子的非金属单质、或易失去电子的化合物担任。 正

3、极 电子流进（流入）的电极（得到电子、化合价降低、发生还原反应的电极），一般由较不活泼的金属、或金属氧化物、或易得到电子的化合物、或惰性电极（Au、Pt、C等）担任。电解质溶液中，阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移。电流的方向为正电荷移动的方向（与电子的流动方向相反）。4、原电池的构成条件： 首要前提（反应本质） 自发进行的氧化还原反应其次： 两个活动性不同的电极 电解质溶液（电极要浸入电解质溶液中） 构成闭合回路（直接接触或用导线连接）5、几种重要的化学原电池的表示方法及其化学原理的分析 （）Zn H2SO4 （aq）Cu （） （伏打电池 锌酸电池）电极反应： （）负极 锌片 Zn 2e

4、Zn2(aq) （氧化）（）正极 铜片 2H 2e H2 （还原）总反应（电池反应）： Zn H2SO4 ZnSO4 H2 （离子反应） Zn 2H Zn2 H2 （）ZnZnSO4(aq)CuSO4 (aq) Cu（） （高效铜锌电池 铜锌盐桥电池）电极反应： （）负极 锌片 Zn 2e Zn2(aq) （氧化）（）正极 铜片 Cu2 2e Cu （还原）总反应（电池反应）： Zn CuSO4 Cu ZnSO4 （离子反应） Zn Cu2 Zn2 Cu （）Zn NH4Cl糊精MnO2C （） （锌锰电池 干电池）电极反应： （）负极（锌筒） Zn 2e Zn2(aq) （氧化）（）正极（碳

5、棒外套铜帽） 2NH4 2e 2NH3 H2 （还原） 2MnO2 H2 Mn2O3 H2O 总反应（电池反应）： Zn 2NH4 2MnO2 Zn2 2NH3 Mn2O3 H2O （）ZnKOH (aq) Ag2OAg（） （氧化银电池 高能纽扣电池）电极反应： （）负极 锌片 Zn 2OH 2e Zn(OH)2 （氧化）（）正极 (Ag2O-Ag) Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH （还原）放电充电总反应（电池反应）： Zn Ag2O H2O Zn(OH)2 2Ag （） （） （阴极） （阳极）若充电时，则为电解池： 电极反应： 阴极 Zn(OH)2 2e Zn 2OH （还原反应

6、）电解KOH 阳极 2Ag 2OH 2e Ag2O H2O （氧化反应） 总反应（电解反应） 2Ag Zn(OH)2 Zn Ag2O H2O （）Pt ，H2KOH (aq) O2 ，Pt（） （氢氧燃料电池）电极反应： （）负极（铂金属网） 2H2 4OH 4e 4H2O （氧化）（）正极（铂金属网） O2 2H2O 4e 4OH （还原）总反应（电池反应）： 2H2 O2 2H2O 该电池的特点：能量转换率高，可持续使用，无污染。 盐桥电池 KOH溶液 锌锰干电池 氢氧燃料电池 （-）Pb30H2SO4 溶液PbO2Pb（） （可充电铅蓄电池 电瓶）电极反应：（）负极 铅板 Pb SO42

7、 2e PbSO4 （氧化）（）正极 (PbO2-Pb) PbO24HSO422e PbSO4 2H2O （还原）放电充电总反应（电池反应）： Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O （） （） （阴极、阳极） 若充电时，则为电解池： 电极反应： 阴极 PbSO4 2e Pb SO42 （还原反应）电解H2SO4 阳极 PbSO4 2H2O 2e PbO2 SO42 4H（氧化反应） 总反应（电解反应） 2PbSO4 2H2O Pb PbO2 2H2SO4 该电池的特点：电压稳定，电容量大，使用方便，安全可靠，可循环使用。 锂电池（种类较多，电容量大） 如： （）LiLiI（非水

8、溶剂）I2 （）6、实用电池应具有的特点 能产生稳定且有较高的电流 安全耐用，便于携带，使用方便，价格低廉。 便于回收处理，污染少或无污染原电池知识小结： 化学能量变电能，电极名称电极定；活泼金属是负极，较不活泼便是正； 失去电子是负极，得到电子便是正；电子从负流向正，电流正好反向行。二、金属的腐蚀和防护1、金属的腐蚀 金属与周围环境里的气体或液体发生化学反应而损耗的过程，叫做金属的腐蚀。2、金属腐蚀的本质：合金或金属单质里的金属原子失去电子变成阳离子（被氧化）的过程，即： M ne Mn 3、金属腐蚀的分类 化学腐蚀 金属跟某些物质接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀叫做金属的化学腐蚀，如：

9、金属直接与O2、Cl2、SO2、H2S等接触引起的腐蚀属于金属的化学腐蚀。 电化腐蚀 不纯的金属或合金跟电解质溶液接触时，因发生氧化还原反应，比较活泼的金属失去电子被氧化而腐蚀，这种腐蚀叫做电化腐蚀。如：钢铁在潮湿的空气中发生的电化腐蚀：钢铁的吸氧腐蚀： （）Fe潮湿水膜电解质溶液（中性或弱酸性水膜）O2、C（）电极反应： （）负极（铁） 2Fe 4e 2Fe2 （氧化 被腐蚀） （）正极（C） O2 2H2O 4e 4OH （还原） Fe2 2OH Fe(OH)2 4Fe(OH)2 O2 2H2O 4Fe(OH)3 (红褐色) 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀，铜器形成铜绿等等的原理都是电化腐蚀。钢铁的析氢腐蚀 （）Fe酸性（H）水膜C（）电极反应： （）负极（铁） Fe 2e Fe2 （氧化） （）正极（C） 2H 2e H2 （还原）总反应（电池反应） Fe 2H Fe2 H2 4、金属的防护 防止金属腐蚀或减缓金属腐蚀的过程叫做金属的防护 影响金属腐蚀的因素： 金属的本质和外界条件（介质） 金属防护的方法 改变金属的内部结构，增