第四講原電池

1、第第四四講講 原電池原電池探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象Zn片表面有氣泡產(chǎn)生片表面有氣泡產(chǎn)生銅片無(wú)銅片無(wú)明顯現(xiàn)象明顯現(xiàn)象大量氣泡從銅片表面大量氣泡從銅片表面逸出，鋅片部分溶解逸出，鋅片部分溶解大量氣泡從銅片表面大量氣泡從銅片表面逸出，鋅片部分溶解，逸出，鋅片部分溶解，電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)ZnCuZnCuZnCuZn-2e-=Zn2+鋅鋅極失電子極失電子電子從鋅片流出電子從鋅片流出流入銅片流入銅片經(jīng)外電路經(jīng)外電路電流方向電流方向電流方向：正極電流方向：正極 負(fù)極負(fù)極 外電路外電路 陰離子移向負(fù)極陰離子移向負(fù)極 ZnCuSO42-H+Zn2+2H+ +2e-=H2銅極得電子銅極得電子 陽(yáng)陽(yáng)離子離

2、子移移向正極向正極 正極正極負(fù)極負(fù)極電極材料電極材料現(xiàn)象現(xiàn)象電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式反應(yīng)反應(yīng)原電池的電極原電池的電極Zn片片Cu片片總反應(yīng)式總反應(yīng)式Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2Zn+2H+=Zn2+H2負(fù)極負(fù)極正極正極還原反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)鋅片溶解鋅片溶解有氣體產(chǎn)有氣體產(chǎn)生生電電子子、電流電流流向流向外電路外電路：電子電子由由負(fù)極流向負(fù)極流向正極正極，電流電流由由正極流向正極流向負(fù)極負(fù)極內(nèi)電路內(nèi)電路：陰離子陰離子移向移向負(fù)負(fù)極極，陽(yáng)離子陽(yáng)離子移向移向正正極，極， 電流電流由由負(fù)極流向正極負(fù)極流向正極電極反應(yīng)電極反應(yīng)1. 1.定義定義: :把把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

3、的裝置裝置2 2. .構(gòu)成構(gòu)成: :（可以）（可以）（可以）形成條件一：形成條件一：兩個(gè)活潑性兩個(gè)活潑性不同不同的電極的電極負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件X形成形成條件二：條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中中X實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成形成條件三：條件三：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件形成形成條件條件四四：必須形成閉合必須形成閉合回路回路X電極相互接觸或電極相互接觸或?qū)Ь€導(dǎo)線連接。連接。2

4、2. .原電池原電池的形成條件的形成條件自發(fā)的氧化還原反應(yīng)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)兩兩個(gè)電極個(gè)電極( (活潑性不同活潑性不同) )負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中必須形成閉合回路必須形成閉合回路【例【例1】下列關(guān)于原電池的敘述正確的是（】下列關(guān)于原電池的敘述正確的是（ ） A構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬 B原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 C在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，該電極被還原在原電池中，電子流出的一極是

5、負(fù)極，該電極被還原 D原電池放電時(shí)，電流的方向是從負(fù)極到正極原電池放電時(shí)，電流的方向是從負(fù)極到正極B【例【例2】在下圖中的】在下圖中的8個(gè)裝置中，屬于原電池的是（個(gè)裝置中，屬于原電池的是（ ） A B C DCZn-2e-=Zn2+鋅鋅極失電子極失電子電子從鋅片流出電子從鋅片流出流入銅片流入銅片經(jīng)外電路經(jīng)外電路電流方向電流方向 陰離子移向負(fù)極陰離子移向負(fù)極 ZnCuSO42-H+Zn2+2H+ +2e-=H2銅極得電子銅極得電子 陽(yáng)陽(yáng)離子離子移移向正極向正極 正極正極負(fù)極負(fù)極3 3. .原電池工作原理原電池工作原理較活潑金屬失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子沿較活潑金屬失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電子沿導(dǎo)線

6、流向較不活潑的金屬，不活潑金屬得到導(dǎo)線流向較不活潑的金屬，不活潑金屬得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。電子，發(fā)生還原反應(yīng)。電極電極材料材料電子電子電流電流 發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng) 聚集離子聚集離子負(fù)極負(fù)極正極正極較活潑金屬較活潑金屬不活潑金屬、不活潑金屬、C棒棒流出流出流入流入流入流入 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)陰離子陰離子流出流出 還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽(yáng)離子陽(yáng)離子巧記：巧記：“失失負(fù)負(fù)陰陰氧氧”-4 4. .原電池原電池正、負(fù)極的判斷方法正、負(fù)極的判斷方法負(fù)極負(fù)極：正極：正極： 符號(hào)符號(hào)“-”，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)符號(hào)符號(hào)“+”，得電子得電子，發(fā)生還原，發(fā)生還原反應(yīng)反應(yīng)根據(jù)電極材料判斷根據(jù)電極材料判斷

7、ZnCu稀硫酸稀硫酸ZnFeA稀硫酸稀硫酸CZnFeCA稀硫酸稀硫酸A稀硫酸稀硫酸A負(fù)極負(fù)極: 較活潑的金屬較活潑的金屬正極正極: 較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體-+-+-+根據(jù)根據(jù)電子或電流流動(dòng)方向判斷（外電路）：電子或電流流動(dòng)方向判斷（外電路）：電子從負(fù)極流出電子從負(fù)極流出 沿沿導(dǎo)線導(dǎo)線 流入正極流入正極電流從正極流出電流從正極流出 沿導(dǎo)線沿導(dǎo)線 流入負(fù)極流入負(fù)極ee根據(jù)根據(jù)離子的定向移動(dòng)方向（內(nèi)電路）離子的定向移動(dòng)方向（內(nèi)電路）陽(yáng)離子向正極移動(dòng)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)根據(jù)根據(jù)電極反應(yīng)判斷電極反應(yīng)判斷正極正極還原還原反應(yīng)反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極氧化氧化反

8、應(yīng)反應(yīng)根據(jù)根據(jù)現(xiàn)象判斷現(xiàn)象判斷電極不斷溶解：電極不斷溶解：負(fù)極負(fù)極有氣泡冒出、有固體析出：有氣泡冒出、有固體析出：正極正極根據(jù)根據(jù)離子方程式判斷離子方程式判斷負(fù)極負(fù)極還原劑還原劑正極正極氧化劑氧化劑根據(jù)電極上通入的氣體判斷根據(jù)電極上通入的氣體判斷對(duì)燃料電池：對(duì)燃料電池：負(fù)極負(fù)極可燃性氣體可燃性氣體 正極正極助燃性氣體助燃性氣體5 5. .原電池原電池原理的應(yīng)用原理的應(yīng)用制作化學(xué)電源制作化學(xué)電源加快加快反應(yīng)速率反應(yīng)速率 例如例如，實(shí)驗(yàn)室制，實(shí)驗(yàn)室制H2時(shí)，由于鋅太純，時(shí)，由于鋅太純，反應(yīng)一般反應(yīng)一般較慢較慢， 可可加入少量加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。以加快反應(yīng)速率。判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱判斷

9、金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐腐蝕蝕 鋼鐵鋼鐵中含有碳，可與中含有碳，可與Fe組成原電池，組成原電池，發(fā)生原電池發(fā)生原電池反反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕 二二. .常見(jiàn)的化學(xué)電源常見(jiàn)的化學(xué)電源1. 1.干電池（一次電池）干電池（一次電池）普通鋅錳電池普通鋅錳電池電極電極: :鋅外殼為鋅外殼為負(fù)極負(fù)極, ,碳棒為正極碳棒為正極電解液電解液: :NH4Cl、ZnCl2和糊狀和糊狀MnO2負(fù)極負(fù)極(Zn)：Zn2e-Zn2正極正極(C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e-= Mn2O3+2NH3+H2O堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池隨著用電器朝

10、小型化、多功能化發(fā)展，體積小、性能好的堿性鋅錳電池也應(yīng)運(yùn)而生。這類(lèi)電池中電解質(zhì)溶液由原來(lái)的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負(fù)極也由鋅片改為鋅粉，使反應(yīng)面積成倍增長(zhǎng)，放電電流大幅度提高。負(fù)極負(fù)極(Zn)：Zn2e- + 2OH-Zn(OH)2正極正極(C)：2MnO2 + 2H2O + 2e-= 2MnO(OH)+2OH-2 2. .充電電池（二次電池）充電電池（二次電池）鉛蓄電池鉛蓄電池負(fù)極：負(fù)極：Pb - 2e- +SO42- = PbSO4正極正極：PbO2+ 4H+ + SO42- +2e- = PbSO4+ 2H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：PbO2 PbH2SO4= 2PbSO4+2H2O氫鎳可充電池氫鎳可充電池堿性鎳鎘電池堿性鎳鎘電池3 3. .燃料電池燃料電池燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。電極電極:Pt制作的惰性電極制作的惰性電極a.酸性電解質(zhì)酸性電解質(zhì)負(fù)極負(fù)極:正極正極: 總反應(yīng)：總反應(yīng)：b.堿性電解質(zhì)堿性電解質(zhì) 負(fù)極負(fù)極 : 正極正極:總反應(yīng)總反應(yīng)：氫氧燃料電池氫氧燃料電池2H2 - 4e- = 4H+O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O2H2O22H2O2H2+ 4OH- - 4e-= 4H2OO2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 + O2 = 2H2O間接：間接：直接：