电池探秘 课件

课题1电池探秘1.理解电池的工作原理和构成条件。2.了解生活中常用电池的种类、性能，知道根据需要合理选择电池。3.认识常用电池中发生的氧化还原反应。一、电池是怎样工作的1.原电池的定义及构成_______________化学能转化为电能_______电解质_________闭合回路2.原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)

(1)工作原理。电极名称电子流向离子流向电极反应电池反应负极(锌极)正极(铜极)失电子的一极；发生氧化反应的一极。得电子的一极；发生还原反应的一极。阴离子→负极，阳离子→正极负极外线路正极负极(锌极)正极(铜极)Zn-2e-====Zn2+2H++2e-====H2↑Zn+2H+====Zn2++H2↑(2)实质。原电池产生电流的实质，是发生了_____________。电子由_____流向_____产生电流。氧化还原反应负极正极3.实际应用纽扣电池及工作原理____KOH___Zn____HgO二、认识几种电池1.几种电池的比较锌筒碳棒MnO2锌筒下降铅PbO2Pb和PbO2密度强短H2O22H2+O2====2H2O燃料和氧化剂高2.废旧电池污染的治理(1)废旧电池必须回收。(2)开发使用无污染或污染小的新型电池，如_______电池。太阳能1.原电池正、负极的判断方法负极活泼金属氧化反应电子流出不断溶解正极较不活泼金属或非金属还原反应电子流入放出气体或电极增重2.原电池原理的应用(1)加快化学反应速率。理论上，氧化还原反应均可设计成原电池，因有电流产生，加快了电子的转移，从而加快了化学反应速率，如：实验室利用Zn与稀硫酸反应制取H2时，稀硫酸中滴入几滴CuSO4溶液，置换出的单质铜与锌形成原电池从而加快了H2的逸出。(2)比较金属的活泼性。根据溶解(或质量减轻)的为负极，质量增加(或产生气泡)的为正极，结合负极活泼性＞正极活泼性，便可作出结论。(3)用于金属的防护。使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁制的输水管道或钢铁桥梁等，可将其与锌块相连接，使锌作原电池的负极。

3.设计原电池——“一拆、二选”(1)一拆：首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应。(2)二选：①电极材料的选择：在原电池中，选择还原性较强的物质作为负极；活动性较弱的金属或能导电的非金属物质作为正极。原电池中的负极必须能够与电解质溶液反应。②电解质溶液的选择。电解质溶液中一般要有能够与负极发生反应的物质。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜锌构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的溶液中。

原电池的构成及工作原理【典例1】(2012·无锡模拟)根据氧化还原反应：

2Ag＋(aq)＋Cu(s)====Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示，(盐桥中为琼脂饱和KNO3,能使离子通过)。请回答下列问题：(1)电极X的材料是__________；电解质溶液Y是________。(2)银电极为电池的________极，写出两电极的电极反应式：银电极：_________；X电极：__________。(3)外电路中的电子是从_________电极流向_______电极。(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是_______(填序号)。A.K+B.NO3-C.Ag+D.SO42-【思路点拨】解题关键点有以下两点：(1)将总反应拆成两个半反应。(2)分析电极材料X和溶液Y应该是什么。【解析】(1)根据硫酸铜可知X为铜，根据银可知Y为硝酸银；(2)铜比银活泼，所以铜失电子作负极，银得电子作正极；(3)电子从负极经过外线路流向正极；(4)溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。答案：(1)铜AgNO3溶液(2)正Ag＋＋e－====AgCu－2e－====Cu2＋(3)铜(X)Ag(4)B【延伸探究】(1)没有了盐桥原电池还能不能工作？提示：没有了盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能再工作。(2)电路中通过0.2mol电子时，正负极的质量各有什么变化？提示：正极Ag+得电子析出Ag，0.2mol电子析出0.2molAg，增重21.6g，负极铜溶解，0.2mol电子溶解0.1molCu，铜电极消耗6.4g。

【方法技巧】确定原电池负极的常用方法(1)根据电极材料：活泼性相对较强的金属为负极(例外：Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极等)。(2)根据电子流向：电子流出的一极。(3)根据电流流向：电流流入的一极。(4)根据离子的移动方向：阴离子移向的一极。(5)根据反应类型：发生氧化反应的一极。(6)根据反应现象：电极不断溶解或质量不断减小的一极(例外：燃料电池等)。【变式训练】关于如图所示的原电池，下列说法正确的是

()

A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D.铜电极上发生的电极反应是2H＋＋2e-====H2↑【解析】选A。由原电池装置图可知，负极为Zn，发生反应：Zn－2e－====Zn2＋；正极为Cu，发生反应：Cu2＋＋2e－====Cu。盐桥中的阴离子向ZnSO4溶液中迁移，阳离子向CuSO4溶液中迁移。所以正确答案为A。

【变式备选】如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是()

A.外电路的电流方向为：X→外电路→YB.若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为FeC.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应D.若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y【解析】选D。外电路的电子流向为X→外电路→Y，电流方向与其相反。X极失电子，作负极，Y极上发生的是还原反应，X极上发生的是氧化反应。若两电极分别为Fe和碳棒，则Y为碳棒，X为Fe。

常见原电池及应用【典例2】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是____________，在导线中电子流动方向为_______________(用a、b表示)。(2)如果电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为_______________________________________________________。(3)电极表面镀铂粉的原因是_________________________________________________________________________。

(4)该电池工作时，H2和O2由外部连续供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ.2Li+H22LiHⅡ.LiH+H2O====LiOH+H2↑反应Ⅰ中的还原剂是_______，反应Ⅱ中的氧化剂是____。△====【思路点拨】解答本题需要注意以下两点：(1)电解质溶液的酸碱性影响电极反应式的书写。(2)判断氧化剂、还原剂应关注化合价变化。【解析】(1)原电池的工作原理是将化学能转化成电能。由于燃料电池的电池反应式就是它燃烧的化学方程式，所以该燃料电池的电池反应式为：2H2+O2====2H2O，其中氢元素从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H+，当电解质溶液为KOH溶液时，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH-；正极为得电子的一极，O2获得电子生成OH-。

(3)铂粉吸附气体的能力强，可增大电极单位面积吸附的H2、O2的分子数，加快电极反应速率。(4)Ⅰ.Li从零价升至+1价，做还原剂。Ⅱ.H2O中的氢从+1价降至H2中的零价，做氧化剂。答案：(1)由化学能转化为电能 由a到b(2)2H2+4OH--4e-====4H2O(或H2+2OH--2e-====2H2O)(3)增大电极单位面积吸附的H2、O2的分子数，加快电极反应速率(4)LiH2O

【警示钟】书写电极反应时易出错的几点(1)两极得失电子数目相等；(2)电极反应式常用“====”不用“

”表示；(3)电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；而弱电解质或难溶物均以分子式表示，其余以离子符号表示；(4)写电极反应式时要保证电荷守恒、元素守恒，可在电极反应式一端根据需要添加H＋或OH－或H2