原电池第1、2课时.ppt

1、第四章电化学基础,第一节原电池,（第一课时）,我们知道，化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量的变化。那么，在什么情况会转化为电能？是如何转化的呢？,【原电池原理复习】我们在必修2中学习过简单的原电池：Cu-Zn原电池。怎样才能构成原电池？原电池工作的原理是怎样的？,点击播放动画,1.原电池的构成条件,【思考】下列装置能够构成原电池的是（）,A,B,C,D,构成原电池的条件： （1）要有两种活动性不同的电极 （2）要有电解质溶液，两种金属中较活动的一种可以在这种电解质溶液中氧化溶解，输送出电子； （3）要构成闭合回路。,【电极的判断方法】较活泼的一极通常作负极，失去电子，发生氧化反应；较不活

2、泼的金属或石墨电极作正极。,2.电极反应及电子流动方向,电极反应： （负极）锌片：Zn-2eZn2+（氧化反应） （正极）铜片：2H+ + 2eH2（还原反应）,原电池总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,负极金属被氧化成阳离子进入溶液，电子由负极通过导线流向正极；溶液中的正离子从负极移向正极，而阴离子则从正极移向负极。,原电池,3.化学电池的本质,化学电池的本质：氧化还原反应（电子转移）。,【原电池定义】将化学能转变为电能的装置 叫原电池。,1.某原电池反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2+H2，则下列说法正确的是 （） AHNO3为电解质溶液 B锌为原电池正极 C铁极质量

3、不变 D铜为原电池正极,【课堂练习】,D,3.据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2Zn + O2=2ZnO，其原料为锌、电解液和空气，则下列叙述正确的是 （ ） A锌为正极，空气进入负极反应 B负极反应为Zn - 2e =Zn2+ C正极发生氧化反应 D电解液肯定不是强酸,BD,(1)电极反应： (负极)锌片：Zn-2eZn2+ (正极)铜片：2H+ + 2eH2,原电池总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,装置1,装置2,(2)电极反应： (负极)锌片：Zn-2eZn2+ (正极)铜片：Cu2+ + 2eCu,原电池总反

4、应： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,【说明】由于装置中Cu2+与Zn直接接触，Zn失电子后， Cu2+可以直接在锌片上得到电子，所以这种原电池的效率不高，电流在短时间内就会衰减。,【思考】由以上分析我们可以看到：将电解质溶液由稀H2SO4换成CuSO4溶液，仍可构成Cu-Zn原电池，外电路中也有电流通过。但同学们能否发现这种装置的弊病所在？你能否找到解决的办法呢？,原电池装置的改进,【解决办法】将两电极置于不同区域，使氧化反应和还原反应分开在两个不同的区域内进行，并以适当的方式将两个区域连接起来，形成闭合回路。,【盐桥的工作原理】电池工作时，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液，K

5、会移向CuSO4溶液，使两极的电解质溶液均保持电中性，也使氧化还原反应得以持续不断地进行，从而使原电池不断地产生电流。,装置的一个关键便是使用了盐桥，盐桥中的电解质溶液将两电极连接成一个通路。,KCl溶液,这也是一个Cu-Zn原电池，Cu2+直接在Cu片上得电子，还原成金属铜并沉积在铜片上。,电极反应： (负极)锌片：Zn-2eZn2+ （氧化反应） (正极)铜片：Cu2+ + 2eCu （还原反应）,原电池总反应： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,原电池的结构再理解：,锌半电池 （锌锌盐）,铜半电池 （铜铜盐）,导线和盐桥构成闭合回路,动画演示：铜锌原电池,点击播放,原电池的设计

6、,【电池内部】使两极浸在电解质溶液中，并通过正负离子的运动形成内电路。,【负极】还原性较强的物质，能向外电路提供电子。,【正极】氧化性较强的物质，能从外电路得到电子。,【电池外部】用导线将两电极连接成回路，使电池工作时能形成环路。,2.银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下： Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 下列判断正确的是 （ ） A锌为负极，氧化银为正极 B锌为正极，氧化银为负极 C原电池工作时，负极区溶液pH增大 D原电池反应的化学方程式为： Zn+Ag2O+H

7、2O=Zn(OH)2+2Ag,AD,3.近年我国首创以Al空气海水为能源的新型电池，以海水为电解液靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流其工作时电极总反应式为： 4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3；请判断： （1）原电池的负极是_； （2）工作时原电池的两极反应： A负极_； B正极_； （3）工作时原电池正极附近pH_ （填“增大”，“减小”，“不变”）,Al,Al-3e-=Al3+,O2+2H2O+4e-=4OH-,增大,第四章电化学基础,第 二 节 化 学 电 源,在我们的日常生活中经常会使用到化学电池，你知道哪些化学电池呢？它们有哪些优缺点？应该如何选择电池？如何判断电

8、池的优劣？,【新课引入】,电池的分类,化学电池,一次电池,二次电池,燃料电池,干电池,充电电池、蓄电池,氢氧燃料电池,一、一次电池,【一次电池】如：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、锌银电池（钮扣电池）等。,负极锌；正极MnO2; 电解质 KOH,碱性锌锰电池,锌粉和KOH混合物,MnO2,金属外壳,碱性锌锰电池电极反应：,钮扣电池电极反应：,二、二次电池,【二次电池】既可充电又可放电。如：铅蓄电池、手机锂电池等。,蓄电池,（1）铅蓄电池,正极材料上涂有棕褐色的PbO2，负极材料是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中。写出电极反应式。,总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H

9、2O,负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4,正极：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O,其他蓄电池：镍-镉蓄电池、银-锌蓄电池等,优点：可反复使用 缺点：污染大,充电,蓄电池总反应： Pb+PbO2+2SO42-+ 4H+ 2PbSO4+ 2H2O,放电,三、燃料电池,随着社会的进步，科技的发展，燃料电池由于其“绿色”，越来越受到人们的关注。,氢氧燃料电池电极反应：,负极：2H24e-=4H+ 正极：O24H4e-=2H2O,总反应：2H2O22H2O,宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2O22H2O，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，并指出各电极和电解

10、质溶液的PH值的变化，若电解质溶液为KOH时又如何？,1、电解质为盐酸时： 负极：2H24e- 4H PH值变小 正极：O24H4e-2H2O PH值变大 溶液被稀释，PH值变大 2、电解质为KOH时： 负极：2H24e-4OH4H2O PH值变小 正极：O22H2O4e-4OH PH值变大 溶液被稀释，PH值变小,xk,1.银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为： 在此电池放电时，负极上发生反应的物质是 （） AAg BZn(OH)2 CAg2O DZn,【课堂练习】,D,2.航天技术上使用一种氢氧燃料电池，它具有高能轻便不污染等优点该电池总的化学方程式为： 2H2+O

11、2=2H2O； 其负极变化过程可表示为_； 其正极变化过程可表示为_。,2H24e-=4H+,O24H4e-=2H2O,3.银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下： Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 下列判断正确的是 （ ） A锌为负极，氧化银为正极 B锌为正极，氧化银为负极 C原电池工作时，负极区溶液pH增大 D原电池反应的化学方程式为： Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,AD,银锌电池（钮扣式电池）的两个电极分别是由氧化银与少量石墨组成的活性材料和锌汞合金构成，电解质为氢氧化钾溶液，电极反应为 Zn2OH2e-ZnOH2O；Ag2OH2O2e- 2Ag2OH ；总反应为：A