《原电池原理及应用》课件

原电池的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。高考回顾(2007年高考全国理综卷)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()A.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D高考回顾：（2008江苏高考）．镍镉（Ni－Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是（）A．充电时阳极反应：Ni(OH)2

－e—+OH－

==NiOOH+H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动

A高考动向：1.原电池的概念、构成及两极判断2.原电池的电极反应式的书写与正误判断3.设计电池，探索新的化学电源4.原电池原理的应用问题探究：1、什么是原电池？2、原电池的工作原理？（电子的流向、电流的流向、离子的流向、形成条件、电极的判断）知识回顾．原电池的工作原理：1.定义：

化学能转化为电能的装置为原电池。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.电极名称：原电池相对活泼的电极为负极相对不活泼的电极为正极3.电极反应：原电池负极：正极：失电子的氧化反应得电子的还原反应4、原电池的形成条件(4)形成闭合回路。（两电极用导线连接，或接触。）（1）能自发地发生的氧化还原反应：（3）电解质溶液：

（2）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石墨），与电解质溶液反应的活泼金属为负极。②两不活泼的导体－石墨或Pt等。（燃料电池电极）5.定向移动方向：电子、离子原电池“负极出电子，电子回正极”必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应（２）盐桥的作用是什么？可提供定向移动的阴阳离子，使由它连接的两溶液保持电中性，盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。６、双液原电池的工作原理（有关概念）（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出盐桥的作用：（1）形成闭合回路。（2）平衡电荷。(3)双液原电池的优点：能产生持续、稳定的电流。例1：下列哪几个装置能形成原电池？ABCDEFMN

CuSO4√√√√考点一、原电池的概念、构成及正负极的判断例题2、对下图中装置加以必要的连接并填空:

AB(1)在A图中,使铜片上冒H2气泡.请加以必要连接,连接后的装置叫

。稀硫酸

锌铜Cu(NO3)2溶液

ab原电池电极反应式：锌板

;铜板

.（2）图B中，ab为惰性电极，使a极板上析出铜，则b极板上析出

加以必要的连接后，该装置叫

。电极反应式：a极

;b极

。Zn—2e—=Zn2+2H++2e—=H2↑O2电解池2Cu2++4e—=2Cu4OH——4e—=O2↑+2H2O方法点拨：确定原电池的方法：1、先分析有无外接电源，有的为电解池，无的可能为原电池，然后依据原电池的形成条件分析判断。2、多池连接，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其余的为电解池。原电池正负极判断方法：1、根据两极材料判断2、根据电子或电流的方向判断3、根据电解质溶液离子的定向流动方向判断4、根据原电池两极发生的变化来判断5、根据现象判断课堂练习：（08广东高考）用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.①② B.②③ C.②④ D.③④C考点二、原电池的电极反应式的书写例题2、有人设计以铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2Zn2+和H2O进行工作。（1）正极材料是

，电极反应为

。（2）负极材料是

，电极反应为

。PtO2+2H2O+4e—=4OH—Zn2Zn—4e—=2Zn2+方法点拨：原电池电极反应式的书写技巧

(1)先确定原电池的正负极，在两极的反应物质上标出相同数目的电子得失；

(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存，若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物为O2，且电解质溶液为中性或碱性，则H2O必须写入正极反应式中，且O2生成OH—，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成H2O(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反应，若能写出已知电池反应的总方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式；练习：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO32—=4CO2+4e—阴极反应式：

；

总电池反应：

；O2+2CO2+4e—=2CO32—2CO+O2=2CO2利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2

，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。参考答案(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液

G

考点三、原电池的设计：方法点拨：理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。1、将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别做原电池的负极和正极。2、确定电极材料如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接做负极，如为气体或溶液中的还原性离子可用惰性电极做负极；发生还原反应的电极材料必须不如负极材料活泼。3、确定电解质溶液一般选用反应物中的电解质溶液4、构成闭合回路(2007年高考海南化学卷)依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag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，发生的电极反应为_________________X电极上发生的电极反应为____________________________；(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。铜(或Cu)AgNO3溶液正Ag＋＋e－

→AgCu-2e－

→Cu2＋负(Cu)正(Ag)课堂练习：考点四、原电池原理的应用

例题4、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为（）A．a＞b＞c＞dB．a＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞dD．b＞d＞c＞aB方法点拨：原电池原理的应用1、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。2、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>有防护措施的腐蚀课堂练习：下图各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（）

A.②①③④ B.④③①② C.④②①③ D.③②④①C课堂练习：

已知反应AsO43－+2I－+2H+=AsO33－+I2+H2O是可逆反应．设计如图装置，进行下述操作：

（Ⅰ）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；

（Ⅱ）若改往（B）烧杯中滴加40％NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转．试回答：（1）两次操作过程中指针为什么会发生偏转?答：

。（2）两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反?答：。（3）（Ⅰ）操作过程中C1棒上发生的反应为

。（4）（Ⅱ）操作过程中C2棒上发生的反应为

。因为两次操作均发生原电池反应，所以微安表会发生偏转两次操作电极相反、电子流向相反因而指针偏转方向相反2I——2e—==I2AsO32—