高三化学一轮复习：《原电池的原理及应用》课件

高三化学第一轮复习

主讲:尚学红

原电池原理及应用考纲要求1.掌握原电池的形成条件，理解原电池的工作原理；

2.能够正确地判断原电池的两极，能够正确地书写电极反应及总反应;3.了解常见化学电源的种类及特点，能够认识和书写几种新型电池的电极及电极反应。４.了解金属的腐蚀及防护的方法。

原电池以氧化还原反应为基础，使氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，从而产生电流，实现化学能向电能转化的装置。将化学能转化成电能的装置叫做原电池.

知识扫描1、概念:

从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。2、原电池的形成条件（3）

形成闭合回路（两电极用导线连接，或接触。）（2）电解质溶液

（1）两导体作电极①活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体）;②两不活泼的导体－石墨或Pt等（燃料电池电极）;③金属和金属氧化物(铅蓄电池，银锌电池）.知识扫描例2：下列哪几个装置能形成原电池？ABCDEFMN√√√√例题解析Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑还原反应失去电子溶液中氧化性的微粒得到电子3、工作原理较活泼金属不活泼金属或石墨Zn2+H+H+

e-SO42-

溶液中，

从负极定向移动到正极，

从正极定向移动到负极，形成闭合回路。○○○○○H2○SO42-CuZn负极正极阳离子阴离子知识扫描CuZn

氧化反应CuZn○○○○○○CuZn○○○○○○○○○○CuZn○○○CuZn○○○

例1:（2007全国Ⅱ理综）在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（）正极附近的SO42―离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出CuZn稀硫酸E．铜是阳极，铜片上有气泡产生F．铜片质量逐渐减少G．电流从锌片经导线流向铜片H．氢离子在铜片表面被还原D

H例题解析4、正负极的判断方法：（2）根据电流方向或电子流动的方向判断（3）根据发生的反应判断活泼性强的金属作负极活泼性较弱的金属或非金属作正极电子流出的一极为负极,电子流进的一极为正极电流是由正极流向负极发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极（4）根据反应的现象判断

质量减轻的一极为负极,质量增加或有气泡冒出的一极为正极（5）根据离子的定向移动方向判断

阳离子移向正极，阴离子移向负极知识扫描（1）根据两极材料判断稀硫酸CFeACuZn硫酸铜溶液食盐水FeCA负极：Zn-2e-=Zn2+正极：Cu2++2e-=Cu总：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu负极：Fe-2e-=Fe2+正极：2H++2e-=H2↑总：Fe+2H+=Fe2++H2↑负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：2H2O

+O2+4e-

=4OH-总：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓

知识扫描5、电极反应式的书写4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O负极：2Al+8OH－—6e-=2AlO2－

+4H2O正极：6H2O+6e-=3H2↑

+6OH－

总：2Al+2OH－

+2H2O=2AlO2－

+3H2↑

稀硫酸负极：Mg—2e-=Mg2+正极：2H++2e-

=H2↑总：Mg+2H+=Mg2++H2

↑判断两极时还要考虑电极与电解质溶液反应情况,更易与电解质溶液反应的一极作负极5、电极反应式的书写知识扫描仅有一个电极材料参与反应的原电池：

负极：M-xe-=Mx+

正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属规律小结高考资源网介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性负极正极中性负极

正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-要充分考虑电极反应后产物所处的介质----电解质环境，应将电解质溶液中参与电极反应的粒子写进电极反应式。知识扫描5、电极反应式的书写（燃料电池）介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

负极正极负极

正极2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

知识扫描5、电极反应式的书写（固体燃料电池）例:

据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电.试写出该电池放电时的电极反应和总反应式.试写乙醇作燃料，KOH作电解质溶液的燃料电池的电极反应和总反应．5、电极反应式的书写（燃料电池）知识扫描

燃烧反应式

2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O电池总反应

2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O负极:2CH3OH－12e－＋

16OH

－＝2CO32－＋12H2O正极:3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－1.(2006重庆理综)铅蓄电池是典型的可充型电池，正负极板是惰性材料，电池总反应式：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4＋2H2O请回答下列问题：放电时：正极的电极反应式是

电解液中H2SO4的浓度将变

；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加

g。

放电充电PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O；

（负极：Pb-2e－+SO42-=PbSO4

）变小48知识扫描5、电极反应式的书写（蓄电池）原电池电极反应的书写技巧1、仅有一个电极材料参与反应的原电池：

负极：M-xe=Mx+

正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属2、电极材料本身均不参与反应的电池（燃料电池）①两电极材料均为惰性电极．②可燃性气体在负极失电子,助燃性气体在正极得电子．③电极反应考虑电解质溶液．3、两个电极均参与反应的原电池（如蓄电池)①电极材料：金属为负极，金属化合物为正极②电子得失均由两电极本身发生．③电极反应需考虑电解质溶液的参与．

．方法点拨注意原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒的运用6、原电池原理的应用（1）比较金属活动性强弱两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼性强（3）用于金属的保护及金属腐蚀快慢比较电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀（2）加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率大。知识扫描1.在甲试管中盛有C(H+)为0.01mol/L的盐酸，乙、丙两支试管中分别盛有C(H+)0.01mol/L的醋酸，分别在甲、乙、丙试管中加入等质量的同样的锌并在丙试管中滴入几滴CuSO4溶液，充分反应，试比较反应所需时间的关系为：——————————甲>乙>丙随堂练习2.下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是

A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④

D随堂练习⑴化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀电化腐蚀条件金属跟腐蚀性气体或液体直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍金属的腐蚀

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。

知识扫描7.金属的腐蚀及其防护⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（pH＜4.3）水膜酸性很弱或中性

电极反应

负极

正极总反应式O2+2H2O+4e-=4OH–2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe-2e—=Fe2+

知识扫描（3）金属防护的几种重要方法①改变金属内部的组织结构，制成合金。②在金属表面覆盖保护层。③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。

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＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀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＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀小结1、（1）若液面上升，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负极：,正极：；

若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。（2）如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：中性或碱性

吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑例题解析

1.在含有H2S气体的空气中，银器表面易变黑（生成了Ag2S），为了除去银器表面Ag2S，可采用如下方法：在一个铝制的容器中放入食盐溶液，将银器浸入食盐溶液，使银器与铝接触良好．过一段时间，银器表面变为银白色，并闻到臭鸡蛋的气味，观察到有少量白色絮状沉淀生成，请用电极反应式和离子方程式表示上述过程．巩固练习Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S￪2.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢顺序

.FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水)B(海水)C(海水)D(海水)FeSnF(天然水)E(海水)DEFACB巩固练习原电池应用——化学电源负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+

正极（石墨）：

2NH4+

+2e-+2MnO2=2NH3+H2O+Mn2O3

总反应：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+H2O+Mn2O3

1、锌-锰干电池(酸性）常用电池的电极反应和电池总反应式书写2、铅蓄电池负极Pb：Pb+SO42--2e-=PbSO4正极PbO2：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量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材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，3、银-锌电池负极：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

正极：Ag2O+H2O

+2e-=2Ag+2OH-总反应：Ag2