原电池原理及其运用

原电池原理及其运用第1页，共39页，2023年，2月20日，星期五7第2页，共39页，2023年，2月20日，星期五6第3页，共39页，2023年，2月20日，星期五5第4页，共39页，2023年，2月20日，星期五4第5页，共39页，2023年，2月20日，星期五3第6页，共39页，2023年，2月20日，星期五第7页，共39页，2023年，2月20日，星期五第8页，共39页，2023年，2月20日，星期五PICTURE

START第9页，共39页，2023年，2月20日，星期五第四节原电池原理及其应用授课人：高维忠第10页，共39页，2023年，2月20日，星期五原电池原理构成原电池条件原电池应用金属的腐蚀及其防护原电池原理及其应用知识体系第11页，共39页，2023年，2月20日，星期五一、原电池的反应原理1.氧化还原反应的概念3.氧化还原反应的本质知识回顾：2.氧化还原反应的特征第12页，共39页，2023年，2月20日，星期五实验现象：锌片上有气泡产生而铜片上没有第13页，共39页，2023年，2月20日，星期五实验现象：电流计指针发生转，Cu片上有气泡产生第14页，共39页，2023年，2月20日，星期五一、原电池1.原电池的示意图第15页，共39页，2023年，2月20日，星期五带盐桥的原电池盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。这样可以大大提高电池效率。第16页，共39页，2023年，2月20日，星期五知识拓展：

原电池是由两个半电池组成的；半电池包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。半电池中的反应就是半反应即电极反应。所以半电池又叫电极。第17页，共39页，2023年，2月20日，星期五2、原电池概念产生电能释放出化学能自发氧化还原反应实现电子定向移动通过特殊装置有电子转移特殊装置化学能电能第18页，共39页，2023年，2月20日，星期五3、构成条件：a.两个电极（如活动性不同的两个金属电极或金属电极和惰性电极等）。

b.电解质aq。（构成内电路的通路）

c.闭合回路（构成内电路和外电路）

d.自发进行的氧化还原反应（焓减少熵增加）第19页，共39页，2023年，2月20日，星期五4.工作原理原电池正极氧化性化合价降低氧化剂得电子还原反应电子流入极负极还原性化合价升高还原剂失电子氧化反应电子流出极第20页，共39页，2023年，2月20日，星期五动脑动手有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、导线、水果

（西红柿、苹果等）、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转，并画出设计草图。

第21页，共39页，2023年，2月20日，星期五Zn第22页，共39页，2023年，2月20日，星期五请将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+Fe比Fe不活泼的金属或石墨CuSO4

、CuCl2等设计成一个原电池。负极：正极：电解质溶液：原电池应用第23页，共39页，2023年，2月20日，星期五实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成条件一：活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等第24页，共39页，2023年，2月20日，星期五第25页，共39页，2023年，2月20日，星期五原电池应用常用电池的电极反应和电池总反应式书写1、锌-锰干电池第26页，共39页，2023年，2月20日，星期五第27页，共39页，2023年，2月20日，星期五铅蓄电池放电过程充电过程第28页，共39页，2023年，2月20日，星期五第29页，共39页，2023年，2月20日，星期五燃料电池酸性氢—氧燃料电池碱性氢—氧燃料电池电池反应：负极：（氧化）正极：（还原）

总反应2H2+O2=2H2O第30页，共39页，2023年，2月20日，星期五第31页，共39页，2023年，2月20日，星期五高考指南：

对新型电池的分析是高考的一个热点，如2005年江苏，2005广东，09年浙江都涉及到这方面的试题，解题关健是对相关基础知识的掌握：燃料电池的分析，电极反应的方程式的书写等。第32页，共39页，2023年，2月20日，星期五典型例题：（2005广东）一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料说法正确的是()A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．电池的总反应是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2OC．通入空气的一极是正极,电极反应为：O2+4e-=2O2-D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e-+13O2=4CO2+5H2O第33页，共39页，2023年，2月20日，星期五解析：该燃料电池利用丁烷，氧气的反应：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O依据原电池反应规律：还原剂C4H10在负极被氧化，所以D错误；氧化剂O2在正极被还原O2+4e-=2O2-。电子由负极流出沿外电路流入正极，所以阴离子(O2-)向负极移动。所以A错误。答案：BC第34页，共39页，2023年，2月20日，星期五典型例题：（09年浙江12题）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：

Li+2Li下列说法不正确的是（）A．放电时，负极的电极反应式：Li-e=LiB．充电时，Li既发生氧化反应又发生还原反应C．该电池不能用水溶液作为电解质D．放电过程中Li+向负极移动D第35页，共39页，2023年，2月20日，星期五金属的腐蚀及其防护金属的腐蚀：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。⑴化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀电化腐蚀条件金属跟非金属单质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，电化腐蚀更普遍第36页，共39页，2023年，2月20日，星期五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

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