必修2原电池.ppt

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1、原电池原电池Cu3常见化学电源种类(1)不可充电电池(一次电池)：如普通干电池Zn(负极)MnO2(C棒正极)NH4Cl(电解质)；碱性干电池如：Zn(负极)MnO2(C棒正极)KOH(电解质)；微型纽扣电池如：Zn(负极)Ag2O(碳粉正极)KOH(电解质)。(2)可充电电池(又称二次电池)：如铅蓄电池Pb(负极)PbO2(Pb正极)H2SO4、锂离子电池等。(3)新型燃料电池：燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。如氢能燃料电池、甲烷燃料电池等。燃料电池中的氢氧电池由于具有能量转化率高、能长时间供电等优点，而应用于航天和军事领域。1、一次电池又称不可充电电池、

2、一次电池又称不可充电电池 如：干电池如：干电池2、二次电池又称可充电电池、二次电池又称可充电电池 如：蓄电池如：蓄电池3、燃料电池、燃料电池 如：氢氧燃料电池如：氢氧燃料电池负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：电解质：电解质：ZnZnMnOMnO2 2Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)22H2 - 4e- = 4H+ 1. 1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是成原电池时，锌为负极，此金属是( )( )A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu2.2.由

3、铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的电解质溶液的 pH( )pH( )A.A.不变不变 B.B.先变大后变小先变大后变小 C.C.逐渐变大逐渐变大 D.D.逐渐变小逐渐变小C典型例题：典型例题：9 9称三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下称三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上导管塞子，定时间测定生成氢列要求另加物质后，塞上导管塞子，定时间测定生成氢气的体积。甲加入气的体积。甲加入50mLpH50mLpH3 3的盐酸；乙加入的盐酸；乙加入50mLpH50mLpH3 3的醋酸，丙加入的醋酸，丙加入50mLpH50mLp

4、H3 3的醋酸及少量胆矾粉末。若反的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。将应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。将甲、乙、丙用符号甲、乙、丙用符号“”、“”、“”表示它们之间关系：表示它们之间关系：(1)(1)开始时反应速率的大小为开始时反应速率的大小为_；(2)(2)三试管中参加反应的锌的质量为三试管中参加反应的锌的质量为_；(3)(3)反应终了，所需时间为反应终了，所需时间为_；(4)(4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是( (简要说明简要说明) ) 答案答案 (1)(1)甲乙丙甲乙丙 (2)(2)甲乙甲乙

5、乙乙 丙丙(4)(4)对于丙因形成对于丙因形成ZnZnCuCu原电池反应速率加快。原电池反应速率加快。3.把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若两两相连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为负极；为负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产极上产生大量气泡，生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气泡产生，上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B负极负极（锌筒

6、）（锌筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正极正极（石墨）（石墨） ： 2NH4+ +2e-= 2NH3+ + 2H2 总反应：总反应：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2 2NH4+2MnO2 + 2e=2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4+2MnO2= Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O2、铅蓄电池、铅蓄电池负极负极PbPb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正极正极PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O总反应：总反应：例例2：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：

7、下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是( ) A放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C充电时，阴极上的电极反应为： D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 解析：解析：蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是较活泼的金属，较活泼的金属，A正确。放电时，正确。放电时，Fe是原电池的负极，是原电池的负极，Fe失电子被氧化成失电子被氧化成Fe2+离子。由于负极离子。由于负极Fe的附近聚集较的附近聚集较多的多的Fe2+离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D不不正确。充电时蓄电池起

8、电解池作用，充电时电源的负极应正确。充电时蓄电池起电解池作用，充电时电源的负极应与蓄电池的负极（与蓄电池的负极（Fe，此时作为电解池的阴极）相连接，此时作为电解池的阴极）相连接，发生还原反应。发生还原反应。C正确。反应是在碱性溶液中进行的，正确。反应是在碱性溶液中进行的，B B不不正确。正确。答案：答案：B B、D D。 钮扣电池：不锈钢制成一个由正钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由内靠正极一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨组成的正极活性材料，负极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盖一端填充锌

9、汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓材料，电解质溶液为浓KOHKOH溶液，溶液，已知电池内已知电池内ZnZn的氧化产物为的氧化产物为ZnOZnO，3、银、银-锌电池锌电池负极：负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 总反应：总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag4、燃料电池、燃料电池负极负极H H2 2：2 2H2+4OH- -4e- =4H2O 正极正极O O2 2：O O2+2+2H2O +4e- =4OH- 总反应：总反应： O O2+2+2H2 =2H2O氢氧燃料电池是一种新氢氧燃料电池是一种新型的化学

10、电池，其构造型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。电极表面放电。 例例3 3：航天技术上使用的氢氧燃料电池具：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有有酸式酸式和和碱式碱式两种，它们放电时的总反应都可两种，它们放电时的总反应都可以表示为以表示为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸式酸式电池中电解质是电池中电解质是酸酸，其其负负极反应可表示为极反应可表示为2H2H2 2-4e-4e- -=4

11、H=4H+ + ，则其正极，则其正极反应式为反应式为_ _ _。碱式电池。碱式电池的电解质是的电解质是碱碱，其，其正极正极反应式为反应式为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -，则其负极反应可表示为，则其负极反应可表示为_ _。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 4 4、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成

12、油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中的甲烷燃料电池中a a极的电极反应式：极的电极反应式： ，此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式 ： 。 KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 有人设计出利用有人设计出利用CH4和和O2的反应，用的反应，用铂电极在铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池溶液中构成原电池。电池的总反应类似于的总反应类似于CH4在在O2中燃烧，则下列中燃烧，则下列说法正确的是（说法正确的是（ ）每消耗每消耗1molCH4可以向外电路提供可以向外电路提供8mole-

13、负极上负极上CH4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式： CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O负极上是负极上是O2获得电子，电极反应式为：获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-电池放电后，溶液电池放电后，溶液PH不断升高不断升高 A. B. C. D.A 5、(99理综理综)熔融盐燃料电池具有高的发电熔融盐燃料电池具有高的发电效率效率,因而受到重视因而受到重视.可用可用Li2CO3和和Na2CO3的的熔融盐混合物用电解质熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气为阳极燃气,空气空气与与CO2的混合气为阴极助燃气的混合气为阴极助燃气,制得在制得在6500下工作的燃料电

14、池下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式完成有关的电池反应式: 负极反应式负极反应式: , 正极反应式正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32- 总电池反应总电池反应 式式: .2CO+2CO32-4e- =4CO22CO+O2=2CO2解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中燃烧。本题中COCO为还原剂，空气中为还原剂，空气中O O2 2为氧化剂，为氧化剂，电池总反应式为：电池总反应式为：2CO+O2CO+O2 2=2CO2CO2 2。用总反应式减。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得去电池负极（即题目指的阳极）反

15、应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O O2 2+2CO+2CO2 2+4e+4e- -= 2CO 2CO3 32-2- 。 5、海水电池（电解质溶液为海水）、海水电池（电解质溶液为海水）负极：负极：4Al-12e=4Al3+，正极：正极：3O2+6H2O+12e=12OH总反应：总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)36、锂电池（非水有机溶剂电解液）、锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：负极：2Li-2e=2Li+，正极：，正极：I2+2e=2I，总反应：总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，跟相同

16、质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟非金属单质金属跟非金属单质直接接触直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触现象现象无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生本质本质金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化联系联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍金属的腐蚀金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反金属或合金跟周围接触到的气体或液体

17、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。原子失去电子被氧化的过程。金属的腐蚀及其防护金属的腐蚀及其防护析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）为例）析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜酸性较强水膜酸性较强（pH4.3）水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性 电极反应电极反应 负负极极 正正极极总反应式总反应式O2+2H2O+4e- =4OH2H+2e- =H2Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe - 2e = Fe2+（3）金属防护的几种重要方法）金

18、属防护的几种重要方法 改变金属内部的组织结构，制成合金。改变金属内部的组织结构，制成合金。 在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。 电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解 池的阴极而受到保护。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：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腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：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外接电源的阴极保护

19、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一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀小结小结原电池电极反应式的书写注意事项：原电池电极反应式的书写注意事项：（1）负氧正还。）负氧正还。（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加电极方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。质溶液发生反应。小结小结1 1将锌片与铜片用导线连接，置于同一稀硫酸溶液中，将锌片与铜片用导线连接，置于同一稀硫酸溶液中，下列叙述正确的是下列叙述正确的是（

20、）（） A A正极附近正极附近c(SOc(SO4 42-2-) )逐渐增大逐渐增大 B B负极附近负极附近c(SOc(SO4 42-2-) )逐渐增大逐渐增大 C C正极、负极附近正极、负极附近c(SOc(SO4 42-2-) )基本不变基本不变 D D锌片、铜片同时有气泡冒出，说明锌片不纯锌片、铜片同时有气泡冒出，说明锌片不纯2 2某原电池总离子方程式为某原电池总离子方程式为2Fe2Fe3 3FeFe3Fe3Fe2 2 ，不，不 能实现该反应的原电池是能实现该反应的原电池是（）（） A A正极为正极为CuCu，负极为，负极为FeFe，电解质溶液为，电解质溶液为FeClFeCl3 3 B B正

21、极为正极为C C，负极为，负极为FeFe，电解质溶液为，电解质溶液为Fe(NOFe(NO3 3) )3 3 C C正极为正极为FeFe，负极为，负极为ZnZn，电解质溶液为，电解质溶液为FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3 D D正极为正极为AgAg，负极为，负极为FeFe，电解质溶液为，电解质溶液为CuSOCuSO4 4 BDCD 下列关于原电池的叙述正确的是（下列关于原电池的叙述正确的是（ ） A A、构成原电池的正极和负极必须是两种不、构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属同的金属 B B、原电池是将化学能转变为电能的装置、原电池是将化学能转变为电能的装置 C C、原电池中电

22、子流出的一极是负极，该极、原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原被还原 D D、原电池放电时，电流的方向是从负极到、原电池放电时，电流的方向是从负极到正极正极【思考与训练思考与训练】CuCu、FeFe作两极，稀硫酸作电解质溶液的原作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：电池中：CuCu作作_极极, , FeFe作作_极极电极反应式是：负极电极反应式是：负极_ 正极正极_总反应式是总反应式是_如将稀硫酸改为浓硝酸则：如将稀硫酸改为浓硝酸则：CuCu作作_极极, , FeFe作作_极极电极反应式是：负极电极反应式是：负极_ 正极正极_总反应式是总反应式是_Cu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓

23、浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2 +2H+2H2 2O O正正负负Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2负负正正Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+ 2NO2NO3 3- -+4H+4H+ +2e+2e- -=2NO=2NO2 2 +2H+2H2 2O O某原电池的总反应的离子方程式为：某原电池的总反应的离子方程式为： 2Fe2Fe3+3+Fe = 3Fe+Fe = 3Fe2+2+，不能实现该反应的原电池组成是（不能实现该反应的原电池组成是（ ）A A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeClFeCl3 3溶液溶液B B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NOFe(NO3 3) )3 3溶液溶液C C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液溶液D D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为、正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液溶液CDCD【思考与训练思考与训练】