原電池原理及其運用

原電池原理及其運用第一頁，共三十九頁，2022年，8月28日7第二頁，共三十九頁，2022年，8月28日6第三頁，共三十九頁，2022年，8月28日5第四頁，共三十九頁，2022年，8月28日4第五頁，共三十九頁，2022年，8月28日3第六頁，共三十九頁，2022年，8月28日第七頁，共三十九頁，2022年，8月28日第八頁，共三十九頁，2022年，8月28日PICTURE

START第九頁，共三十九頁，2022年，8月28日第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用授課人：高維忠第十頁，共三十九頁，2022年，8月28日原電池原理構(gòu)成原電池條件原電池應(yīng)用金屬的腐蝕及其防護(hù)原電池原理及其應(yīng)用知識體系第十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日一、原電池的反應(yīng)原理1.氧化還原反應(yīng)的概念3.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)知識回顧：2.氧化還原反應(yīng)的特征第十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗現(xiàn)象：鋅片上有氣泡產(chǎn)生而銅片上沒有第十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗現(xiàn)象：電流計指針發(fā)生轉(zhuǎn)，Cu片上有氣泡產(chǎn)生第十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日一、原電池1.原電池的示意圖第十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日帶鹽橋的原電池鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂做成的凍膠鹽橋的作用：使Cl-向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。這樣可以大大提高電池效率。第十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日知識拓展：

原電池是由兩個半電池組成的；半電池包括電極材料和電解質(zhì)溶液，兩個隔離的半電池通過鹽橋連接起來。半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng)即電極反應(yīng)。所以半電池又叫電極。第十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日2、原電池概念產(chǎn)生電能釋放出化學(xué)能自發(fā)氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)電子定向移動通過特殊裝置有電子轉(zhuǎn)移特殊裝置化學(xué)能電能第十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日3、構(gòu)成條件：a.兩個電極（如活動性不同的兩個金屬電極或金屬電極和惰性電極等）。

b.電解質(zhì)aq。（構(gòu)成內(nèi)電路的通路）

c.閉合回路（構(gòu)成內(nèi)電路和外電路）

d.自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)（焓減少熵增加）第十九頁，共三十九頁，2022年，8月28日4.工作原理原電池正極氧化性化合價降低氧化劑得電子還原反應(yīng)電子流入極負(fù)極還原性化合價升高還原劑失電子氧化反應(yīng)電子流出極第二十頁，共三十九頁，2022年，8月28日動腦動手有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、導(dǎo)線、水果

（西紅柿、蘋果等）、電流計，請設(shè)計一個裝置使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并畫出設(shè)計草圖。

第二十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日Zn第二十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日請將氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+Fe比Fe不活潑的金屬或石墨CuSO4

、CuCl2等設(shè)計成一個原電池。負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：原電池應(yīng)用第二十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日實驗探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（不可以）形成條件一：活潑性不同的兩個電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等第二十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日第二十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日原電池應(yīng)用常用電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式書寫1、鋅-錳干電池第二十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日第二十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日鉛蓄電池放電過程充電過程第二十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日第二十九頁，共三十九頁，2022年，8月28日燃料電池酸性氫—氧燃料電池堿性氫—氧燃料電池電池反應(yīng)：負(fù)極：（氧化）正極：（還原）

總反應(yīng)2H2+O2=2H2O第三十頁，共三十九頁，2022年，8月28日第三十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日高考指南：

對新型電池的分析是高考的一個熱點，如2005年江蘇，2005廣東，09年浙江都涉及到這方面的試題，解題關(guān)健是對相關(guān)基礎(chǔ)知識的掌握：燃料電池的分析，電極反應(yīng)的方程式的書寫等。第三十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日典型例題：（2005廣東）一種新燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列對該燃料說法正確的是()A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極B．電池的總反應(yīng)是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2OC．通入空氣的一極是正極,電極反應(yīng)為：O2+4e-=2O2-D．通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為：C4H10+26e-+13O2=4CO2+5H2O第三十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日解析：該燃料電池利用丁烷，氧氣的反應(yīng)：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O依據(jù)原電池反應(yīng)規(guī)律：還原劑C4H10在負(fù)極被氧化，所以D錯誤；氧化劑O2在正極被還原O2+4e-=2O2-。電子由負(fù)極流出沿外電路流入正極，所以陰離子(O2-)向負(fù)極移動。所以A錯誤。答案：BC第三十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日典型例題：（09年浙江12題）市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為：

Li+2Li下列說法不正確的是（）A．放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e=LiB．充電時，Li既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D．放電過程中Li+向負(fù)極移動D第三十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日金屬的腐蝕及其防護(hù)金屬的腐蝕：金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程，即為金屬的腐蝕。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。⑴化學(xué)腐蝕與電化腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍第三十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日⑵析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)（pH＜4.3）水膜酸性很弱或中性

負(fù)極正極總反應(yīng)式Fe-2e—=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH—2H++2e-=H2↑Fe+2H