原电池化学能与电能的转化版课件

1、一、原电池化学能转变为电能的装置CuZn 稀硫酸-Zn2+H+H+1、原电池的正负极判断负极：电子流出的一极正极：电子流入的一极原电池原理负极正极e-2、电极反应2H+2e=H2 负极：Zn2e=Zn2+正极：原电池氧化反应还原反应氧化还原反应失去电子得到电子总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2(离子方程式)Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2(化学方程式)1.铜片的作用是什么？可以用石墨代替吗?2.有人说在铜锌原电池中，活泼金属失去电子，不活泼金属得到电子。这种说法正确吗？【问题讨论】CuZn 稀硫酸CuZn-Zn2+H+H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 负极正极

2、SO42-3.溶液中阴阳离子分别向哪一个电极移动？ e- 稀硫酸 ICuZn-Zn2+H+H+负极正极SO42-原电池工作原理小结较活泼的金属在负极失去电子发生氧化反应,电子从负极通过外电路流向较不活泼的金属正极,而电解质中的阳离子在正极得电子发生还原反应。 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。思考：1、盐桥的作用是什么？（1）使整个装置构成通路， 代替两溶液直接接触。 （2）平衡电荷思考：2、 此电池的优点？此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。3、原电池的正负极的判断方法 微观判断（根据电子流动方向）电子流出的极电子流入的极负极正极 较活泼的电极材料较不活泼的电极材料负极正极工作后

3、，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生还原反应的极宏观判断：根据电极材料根据原电池电极 发生的反应根据电极有气泡冒出：负极正极判断下列装置能否构成原电池，并思考原电池的构成条件 练习1CuCCuZn二、形成简单原电池的条件1.两种不同的金属 （或一种金属与石墨）作电极2.插入电解质溶液里3. 形成闭合回路4. 自发进行氧化还原反应练习2：根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池： Cu(s) + 2Ag+(aq) = Cu2+(aq)+ 2Ag(s)装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图；注明原电池的正极和负极；注明外电路中电子的流向；写出两个电极上的电极反应。负极： 2e- 2

4、+正极C：2Ag+2e- 2AgCCu AgNO3CuSO4+e-装置可采用烧杯和盐桥， 画出此原电池的装置简图；注明原电池的正极和负极；注明外电路中电子的流向；写出两个电极上的电极反应。 Cu(s) + 2Ag+(aq) = Cu2+(aq)+ 2Ag(s)(负极)：Zn 2e- = Zn2+ (正极)：2H+ +2e- = H2 电池反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2ZnCuH2SO4ZnSO4盐桥+3、把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式ZnCu H2SO4 负极(Fe)： Fe 2e- = Fe2+正极(Cu ) ： 2H+ + 2e- = H2

5、总：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 稀 硫 酸FeCu稀 硫 酸FeCuNaCl溶液负极 (Fe) ： 2Fe 4e- = 2Fe2+正极 (Cu ) ： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-总：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 不同的介质 不同的电极反应写出下列装置的电极反应式负极（ Al ）： 2 Al+ 8OH-6e- =2Al O2 +4H2O 正极（ Mg ）：6H2O + 6 e- =3 H2+ 6OH 总：2Al+ 2OH +2H2O =2Al O2 + 3H2 稀 硫 酸负极（ Mg ）： Mg 2e- = Mg2+ 正极（ Al ） 2H

6、+ + 2e- = H2总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 负极(Cu)： Cu 2e- = Cu 2+ 正极 (Al) ： 4H+ +2NO3 + 2 e- = 2NO2 + 2H2O总：Cu + 4H+ +2NO3= 2NO2 + Cu 2+ + 2H2O稀H2SO4负极(Al)：2 Al 6e- =2Al 3+ 正极(Cu)： 6H+ + 6e- =3 H2总：2Al + 6H+ = 2Al 3+ + 3H2 三、 原电池原理的应用：1、比较元素的金属性强弱；2、促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率 4、化学电源3、比较金属腐蚀的快慢原电池原理的应用：(1)比较金属活动性强

7、弱。 把A、B、C、D 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） ABCD ACDB CABD BACDABCDACDB (2)加快反应速率例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和 1mol/L 盐酸；B.A.纯锌和1mol/L 硫酸；纯锌和18 mol/L 硫酸；C.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（ D ）原电池原理应用：(3)比较金属腐蚀的快慢例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由

8、快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)原电池原理应用：电解池的阳极原电池的负极 化学腐蚀 原电池的正极电解池的阴极同一种金属的腐蚀：强电解质弱电解质非电解质 金属腐蚀快慢的判断:4.化学电源(重点：电极反应式的书写）（1）一次电池（如干电池）:用过后不能复原（2）二次电池（如蓄电池）:充电后能继续使用（3）燃料电池（4）海水电池 锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn，还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液，总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)请写出电极反应式。负极：Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正

9、极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH 碱性Zn- Mn干电池（1）一次电池 银锌电池钮扣电池该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。发生反应后生成Ag和ZnO,其电极反应式为：负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌纽扣电池总反应式为：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag（2）二次电池铅蓄电池（1）电极材料及原料（2）电解质溶液（3）电极反应式：正极：PbO2 负极：PbH2SO4溶液负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+

10、PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O总反应： 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”优点：效率高、无污染，装置可持续使用 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池 （3）新型燃料电池氢氧燃料电池 酸性电解质：碱性电解质负极： 2H2-4e-=4H+正极： O2+4H+4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O燃料电池负极: 2H2-4e-+4OH-=4H2O正极: O2+2H2O+4e-=4OH-怎样书写

11、燃料电池的电极反应式和总反应式？书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（2）写出正极的电极反应式(一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。正极反应一般为酸性介质 碱性介质O2+4H+4e=2H2OO2+2H2O+4e=4OH- CH4、O2、NaOH组成的燃料电池1.燃烧总化学反应： CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料电池总反应：3.正极：4.负极：CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7H2O甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质溶液构成的新型

12、手机电池，电量可达现用镍氢或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。据此回答： (1)甲醇是 极,电极反应式是: ;(2)电池反应的离子方程式: 2CH3OH+16OH-12e=2CO32-+12H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O. 负（4）海水电池1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池”高2050倍。电极反应式为：负极：正极：电池总反应：4Al - 12e-= 4Al 3+3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3练习1: 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s下列说法错误的是 （ ）A 电池工作时，锌失去电子B 电池正极电极反应式为： 2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaqC 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过02 mol电子，锌的质量理论上减小65 g