《原電池原理及應(yīng)用》課件

原電池的原理及應(yīng)用考綱要求：

1.掌握原電池的形成條件，理解原電池的工作原理；

2.能夠正確地判斷原電池的兩極，能夠正確地書寫電極反應(yīng)及總反應(yīng);3.了解常見化學(xué)電源的種類及特點，能夠認(rèn)識和書寫幾種新型電池的電極及電極反應(yīng)。高考回顧(2007年高考全國理綜卷)在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是()A.正極附近的SO42－離子濃度逐漸增大B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C.正極有O2逸出D.銅片上有H2逸出D高考回顧：（2008江蘇高考）．鎳鎘（Ni－Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2有關(guān)該電池的說法正確的是（）A．充電時陽極反應(yīng)：Ni(OH)2

－e—+OH－

==NiOOH+H2OB．充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程C．放電時負(fù)極附近溶液的堿性不變D．放電時電解質(zhì)溶液中的OH－向正極移動

A高考動向：1.原電池的概念、構(gòu)成及兩極判斷2.原電池的電極反應(yīng)式的書寫與正誤判斷3.設(shè)計電池，探索新的化學(xué)電源4.原電池原理的應(yīng)用問題探究：1、什么是原電池？2、原電池的工作原理？（電子的流向、電流的流向、離子的流向、形成條件、電極的判斷）知識回顧．原電池的工作原理：1.定義：

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置為原電池。從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池；２.電極名稱：原電池相對活潑的電極為負(fù)極相對不活潑的電極為正極3.電極反應(yīng)：原電池負(fù)極：正極：失電子的氧化反應(yīng)得電子的還原反應(yīng)4、原電池的形成條件(4)形成閉合回路。（兩電極用導(dǎo)線連接，或接觸。）（1）能自發(fā)地發(fā)生的氧化還原反應(yīng)：（3）電解質(zhì)溶液：

（2）兩導(dǎo)體作電極：①活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體石墨），與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的活潑金屬為負(fù)極。②兩不活潑的導(dǎo)體－石墨或Pt等。（燃料電池電極）5.定向移動方向：電子、離子原電池“負(fù)極出電子，電子回正極”必發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)必發(fā)生得電子的還原反應(yīng)（２）鹽橋的作用是什么？可提供定向移動的陰陽離子，使由它連接的兩溶液保持電中性，鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進(jìn)行。

導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。６、雙液原電池的工作原理（有關(guān)概念）（１）鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出鹽橋的作用：（1）形成閉合回路。（2）平衡電荷。(3)雙液原電池的優(yōu)點：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。例1：下列哪幾個裝置能形成原電池？ABCDEFMN

CuSO4√√√√考點一、原電池的概念、構(gòu)成及正負(fù)極的判斷例題2、對下圖中裝置加以必要的連接并填空:

AB(1)在A圖中,使銅片上冒H2氣泡.請加以必要連接,連接后的裝置叫

。稀硫酸

鋅銅Cu(NO3)2溶液

ab原電池電極反應(yīng)式：鋅板

;銅板

.（2）圖B中，ab為惰性電極，使a極板上析出銅，則b極板上析出

加以必要的連接后，該裝置叫

。電極反應(yīng)式：a極

;b極

。Zn—2e—=Zn2+2H++2e—=H2↑O2電解池2Cu2++4e—=2Cu4OH——4e—=O2↑+2H2O方法點撥：確定原電池的方法：1、先分析有無外接電源，有的為電解池，無的可能為原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷。2、多池連接，但無外接電源時，兩極活潑性差異最大的一池為原電池，其余的為電解池。原電池正負(fù)極判斷方法：1、根據(jù)兩極材料判斷2、根據(jù)電子或電流的方向判斷3、根據(jù)電解質(zhì)溶液離子的定向流動方向判斷4、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷5、根據(jù)現(xiàn)象判斷課堂練習(xí)：（08廣東高考）用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構(gòu)成一個原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（）①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應(yīng)為：Ag++e-=Ag③實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A.①② B.②③ C.②④ D.③④C考點二、原電池的電極反應(yīng)式的書寫例題2、有人設(shè)計以鉑和鋅為電極材料，埋入人體作某種心臟病人的心臟起搏器的能源，它依靠人體血液中有一定濃度的O2Zn2+和H2O進(jìn)行工作。（1）正極材料是

，電極反應(yīng)為

。（2）負(fù)極材料是

，電極反應(yīng)為

。PtO2+2H2O+4e—=4OH—Zn2Zn—4e—=2Zn2+方法點撥：原電池電極反應(yīng)式的書寫技巧

(1)先確定原電池的正負(fù)極，在兩極的反應(yīng)物質(zhì)上標(biāo)出相同數(shù)目的電子得失；

(2)注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存，若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式；若正極上的反應(yīng)物為O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則H2O必須寫入正極反應(yīng)式中，且O2生成OH—，若電解質(zhì)溶液為酸性，則H+必須寫入正極反應(yīng)式中，O2生成H2O(3)正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)，若能寫出已知電池反應(yīng)的總方程式，可以減去較易寫出的電極反應(yīng)式，從而得到較難寫出的電極反應(yīng)式；練習(xí)：熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式：2CO+2CO32—=4CO2+4e—陰極反應(yīng)式：

；

總電池反應(yīng)：

；O2+2CO2+4e—=2CO32—2CO+O2=2CO2利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2

，設(shè)計一個單液原電池，一個雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。參考答案(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）(+)(-)鹽橋ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液

G

考點三、原電池的設(shè)計：方法點撥：理論上能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。1、將氧化還原反應(yīng)拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，分別做原電池的負(fù)極和正極。2、確定電極材料如發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為金屬單質(zhì)，可用該金屬直接做負(fù)極，如為氣體或溶液中的還原性離子可用惰性電極做負(fù)極；發(fā)生還原反應(yīng)的電極材料必須不如負(fù)極材料活潑。3、確定電解質(zhì)溶液一般選用反應(yīng)物中的電解質(zhì)溶液4、構(gòu)成閉合回路(2007年高考海南化學(xué)卷)依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。鹽橋XYACuSO4溶液電流計Ag請回答下列問題：(1)電極X的材料是________；電解質(zhì)溶液Y是___________；(2)銀電極為電池的________極，發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________；(3)外電路中的電子是從_______電極流向________電極。銅(或Cu)AgNO3溶液正Ag＋＋e－

→AgCu-2e－

→Cu2＋負(fù)(Cu)正(Ag)課堂練習(xí)：考點四、原電池原理的應(yīng)用

例題4、把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成幾個原電池。若a、b相連時a為負(fù)極；c、d相連時電流由d到c；a、c相連時c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱為（）A．a(chǎn)＞b＞c＞dB．a(chǎn)＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞dD．b＞d＞c＞aB方法點撥：原電池原理的應(yīng)用1、加快氧化還原反應(yīng)的速率一個自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率大。2、比較金屬活動性強弱兩種金屬分別做原電池的兩極時，一般做負(fù)極的金屬比做正極的金屬活潑性強3、用于金屬的保護(hù)，及金屬腐蝕快慢比較電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕課堂練習(xí)：下圖各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕由快到慢的順序為（）

A.②①③④ B.④③①② C.④②①③ D.③②④①C課堂練習(xí)：

已知反應(yīng)AsO43－+2I－+2H+=AsO33－+I2+H2O是可逆反應(yīng)．設(shè)計如圖裝置，進(jìn)行下述操作：

（Ⅰ）向（B）燒杯中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)微安培表指針偏轉(zhuǎn)；

（Ⅱ）若改往（B）燒杯中滴加40％NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)微安培表指針向前述相反方向偏轉(zhuǎn)．試回答：（1）兩次操作過程中指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)?答：

。（2）兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么會相反?答：。（3）（Ⅰ）操作過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為

。（4）（Ⅱ）操作過程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為

。因為兩次操作均發(fā)生原電池反應(yīng)，所以微安表會發(fā)生偏轉(zhuǎn)兩次操作電極相反、電子流向相反因而指針偏轉(zhuǎn)方向相反2I——2e—==I2AsO32—