原電池完整課件

第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化1.第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化1.化學(xué)能電能2.化學(xué)能電能2.3.3.1.原電池的工作原理鋅銅原電池4.1.原電池的工作原理鋅銅原電池4.5.5.⑴將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？⑵將Cu片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？6.⑴將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？⑵將Cu片⑷若將Zn片,Cu片用一導(dǎo)線連接再浸在H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？⑶將一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？7.⑷若將Zn片,Cu片用一導(dǎo)線連接再浸在H2SO4溶液中，有什⑸導(dǎo)線間接一電流計(jì)有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？8.⑸導(dǎo)線間接一電流計(jì)有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？8.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)1、2實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)5銅片上沒有明顯現(xiàn)象，鋅片上有無色氣體產(chǎn)生。銅片上沒有明顯現(xiàn)象，鋅片上有無色氣體產(chǎn)生。銅片上有無色氣體產(chǎn)生，鋅片無明顯現(xiàn)象。銅片上有無色氣體產(chǎn)生，鋅片無明顯現(xiàn)象，電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。H+在銅片上得到電子被還原成氫氣。H+在銅片上得到電子被還原成氫氣，說明有電子從鋅片流入到銅片.銅片與稀硫酸不反應(yīng)，2H++Zn=Zn2++H2銅片與稀硫酸不反應(yīng)，2H++Zn=Zn2++H29.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)1、2

問題探究

1、你能找到原電池的正負(fù)極嗎?原電池在工作時(shí)的電流流動(dòng)方向是怎樣的？2、你知道原電池的工作原理嗎？能不能寫出在二個(gè)電極上的離子反應(yīng)方程式？10.問題探究2、你知道原電池的工作原理嗎？10.

電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，電流由銅片流出，從鋅片流入。

問題探究

1、你能找到原電池的正負(fù)極嗎?這一原電池在工作時(shí)的電流流動(dòng)方向是怎樣的？2、你知道原電池的工作原理嗎？能不能寫出在二個(gè)電極上的離子反應(yīng)方程式？、鋅片：Zn－2e－＝Zn2+（氧化反應(yīng)）銅片：2H++2e－＝H2↑（還原反應(yīng)）原電池的工作原理：氧化還原反應(yīng)11.電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，電流由銅片流出，從電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型原電池的電極Zn片Cu片電池總反應(yīng)鋅銅原電池原理12.電極電極反應(yīng)反應(yīng)類型原電池的電極Zn片Cu片電池總反應(yīng)鋅銅原電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型原電池的電極Zn片Cu片電池總反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑負(fù)極正極Zn+2H+＝Zn2++H2↑鋅銅原電池原理還原反應(yīng)13.電極電極反應(yīng)反應(yīng)類型原電池的電極Zn片Cu片電池總反應(yīng)氧化反實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件2.原電池的形成條件

14.實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件2.原電池的形成條件

14.形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等2.原電池的形成條件

15.形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極負(fù)極：較活潑的金屬2.原電池2.原電池的形成條件

16.2.原電池的形成條件

16.形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)溶液一般要能與負(fù)極材料發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。2.原電池的形成條件

17.形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)溶液一般要能與負(fù)極材2.原電池的形成條件

18.2.原電池的形成條件

18.2.原電池的形成條件

形成條件三：必須形成閉合回路19.2.原電池的形成條件

形成條件三：必須形成閉合回路19.2.原電池的形成條件

20.2.原電池的形成條件

20.形成條件四：必須存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)2.原電池的形成條件

21.形成條件四：必須存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)2.原電池的形成條件

(1)有活潑性不同的兩個(gè)電極(2)兩電極都接觸電解質(zhì)溶液（3）正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路(4)在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)2.原電池的形成條件

總結(jié)22.(1)有活潑性不同的兩個(gè)電極(2)兩電極都接觸電解質(zhì)溶液（33.原電池正負(fù)極判斷

(1)根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷(2)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷

(3)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷(4)根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷(5)根據(jù)現(xiàn)象判斷23.3.原電池正負(fù)極判斷

(1)根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷23(1)根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極；活動(dòng)性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷

原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。

(3)根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷

電流是由正極流向負(fù)極；電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極。(4)根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動(dòng)方向判斷

在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。

(5)根據(jù)現(xiàn)象判斷

溶解的一極為負(fù)極，增重或有氣泡放出的一極為正極。

3.原電池正負(fù)極判斷

24.(1)根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷3.原電池正負(fù)極判斷

225.25.4.原電池的表示方法(1)

負(fù)極(如Zn棒與Zn2+離子溶液)寫在電池符號(hào)表示式的左邊正極(如Cu棒與Cu2+離子溶液)寫在電池符號(hào)表示式的右邊

(2)以化學(xué)式表示電池中各物質(zhì)的組成，溶液要標(biāo)上活度或濃度(mol/L)

若為氣體物質(zhì)應(yīng)注明其外壓(Pa)，還應(yīng)標(biāo)明當(dāng)時(shí)的溫度。

如不寫出,則溫度為298.15

K,氣體分壓為101.325

kPa,溶液濃度為1

mol/L。

(3)以符號(hào)“|”表示不同物相之間的接界,用“||”表示鹽橋。同一相中的不同物質(zhì)之間用“，”隔開。

(4)非金屬或氣體不導(dǎo)電,因此非金屬元素在不同氧化值時(shí)構(gòu)成的氧化還原電對(duì)作半電池時(shí),需外加惰性導(dǎo)體(如鉑或石墨等)做電極導(dǎo)體。其中,惰性導(dǎo)體不參與電極反應(yīng),只起導(dǎo)電(輸送或接送電子)的作用,故稱為“惰性”電極。

26.4.原電池的表示方法(1)負(fù)極(如Zn棒與Zn2+離子溶液5.電極反應(yīng)式的書寫(1)負(fù)極反應(yīng)式的書寫①活潑金屬作負(fù)極時(shí)，本身被氧化：若生成的陽(yáng)離子不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，可直接寫成產(chǎn)物為金屬陽(yáng)離子，如Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋。

若生成的金屬陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，應(yīng)寫成“金屬失電子的反應(yīng)式”與“陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的反應(yīng)式”相疊加的形式。如：Mg－Al(KOH為電解質(zhì))原電池，負(fù)極反應(yīng)式為：Al－3e－＋4OH－===AlO2-＋2H2O；鉛蓄電池負(fù)極反應(yīng)式：Pb－2e－＋SO42-===PbSO4。

27.5.電極反應(yīng)式的書寫(1)負(fù)極反應(yīng)式的書寫若生成的金屬陽(yáng)離子5.電極反應(yīng)式的書寫②負(fù)極材料本身不反應(yīng)時(shí)常見書寫方法為：H2－O2(H2SO4)燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為：H2－2e－===2H＋H2－O2(KOH)燃料電池，負(fù)極反應(yīng)式為：H2－2e－＋2OH－===2H2O

28.5.電極反應(yīng)式的書寫②負(fù)極材料本身不反應(yīng)時(shí)28.5.電極反應(yīng)式的書寫(2)正極反應(yīng)式的書寫首先根據(jù)化合價(jià)變化或氧化性強(qiáng)弱判斷哪種微粒得電子。其次確定該微粒得電子后變成哪種形式。如H2－O2(H2SO4)原電池，正極反應(yīng)式為：O2＋4e－＋4H＋===2H2OH2－O2(KOH)原電池，正極反應(yīng)式為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－29.5.電極反應(yīng)式的書寫(2)正極反應(yīng)式的書寫29.5.電極反應(yīng)式的書寫30.5.電極反應(yīng)式的書寫30.6.設(shè)計(jì)原電池31.6.設(shè)計(jì)原電池31.6.設(shè)計(jì)原電池32.6.設(shè)計(jì)原電池32.6.設(shè)計(jì)原電池請(qǐng)利用氧化還原反應(yīng)Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。33.6.設(shè)計(jì)原電池請(qǐng)利用氧化還原反應(yīng)Cu＋2FeCl3===2F6.設(shè)計(jì)原電池請(qǐng)利用氧化還原反應(yīng)Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池?！窘馕觥吭撗趸€原反應(yīng)可拆分為如下兩個(gè)半反應(yīng)：氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng))：Cu－2e－===Cu2＋。

還原反應(yīng)(正極反應(yīng))：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。綜合原電池的構(gòu)成條件可確定，負(fù)極材料為銅，正極材料可用石墨，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液。【答案】

該原電池可設(shè)計(jì)成如下圖所示裝置。34.6.設(shè)計(jì)原電池請(qǐng)利用氧化還原反應(yīng)Cu＋2FeCl3===2F7.化學(xué)電源（1）一次電池（如干電池）:用過后不能復(fù)原（2）二次電池（如蓄電池）:充電后能繼續(xù)使用（3）燃料電池（4）海水電池35.7.化學(xué)電源（1）一次電池（如干電池）:用過后不能復(fù)原35.負(fù)極（鋅筒）：正極（石墨）：總反應(yīng)：干電池——Zn-Mn普通干電池（1）一次電池7.化學(xué)電源36.負(fù)極（鋅筒）：干電池——Zn-Mn普通干電池（1）一次電負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+正極（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O干電池——Zn-Mn普通干電池（1）一次電池7.化學(xué)電源37.負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+干電池——Zn-Mn鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為MnO2,負(fù)極材料為Zn，還原產(chǎn)物為MnOOH,電解質(zhì)是KOH溶液，總：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理。堿性Zn-Mn干電池38.鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。堿性Zn-Mn干電池38.鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為MnO2,負(fù)極材料為Zn，還原產(chǎn)物為MnOOH,電解質(zhì)是KOH溶液，總：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理。負(fù)極：Zn+2OH－－2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO（OH）

+2OH－

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO（OH）堿性Zn-Mn干電池39.鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。負(fù)極：Zn+2OH－－2

銀鋅電池—鈕扣電池

該電池使用壽命較長(zhǎng)，廣泛用于電子表和電子計(jì)算機(jī)。其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成Ag和ZnO,其電極反應(yīng)式為：

銀鋅紐扣電池（2）二次電池40.銀鋅電池—鈕扣電池

該電池使用壽命較長(zhǎng)，廣泛

銀鋅電池—鈕扣電池

該電池使用壽命較長(zhǎng)，廣泛用于電子表和電子計(jì)算機(jī)。其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成Ag和ZnO,其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：Zn+2OH--2e-

=

ZnO+H2O

正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅紐扣電池總反應(yīng)式為：Zn+

Ag2O=

ZnO+2Ag（2）二次電池41.銀鋅電池—鈕扣電池

該電池使用壽命較長(zhǎng)，廣泛（2）二次電池鉛蓄電池（1）電極材料及原料（2）電解質(zhì)溶液（3）電極反應(yīng)式：正極：

負(fù)極：42.（2）二次電池鉛蓄電池（1）電極材料及原料正極：（2）二次電池鉛蓄電池（1）電極材料及原料（2）電解質(zhì)溶液（3）電極反應(yīng)式：正極：PbO2

負(fù)極：PbH2SO4溶液負(fù)極（Pb）:

Pb-2e-+SO42

-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正極（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)：43.（2）二次電池鉛蓄電池（1）電極材料及原料正極：PbO2鉛蓄電池的放電過程——原電池鉛蓄電池的充電過程——電解池鉛蓄電池的充放電過程44.鉛蓄電池的放電過程——原電池鉛蓄電池的充電過程——電解池鉛蓄負(fù)極：Pb+SO42-=PbSO4+2e-正極：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O鉛蓄電池的放電過程——原電池鉛蓄電池的充電過程——電解池鉛蓄電池的充放電過程45.負(fù)極：Pb+SO42-=PbSO4+2e-鉛蓄電池的放電過陰極：PbSO4+2e-

＝Pb+SO42-陽(yáng)極：PbSO4+2H2O＝PbO2+SO42-+4H++2e-

電池總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O＝Pb+PbO2+2SO42-+4H+鉛蓄電池的放電過程——原電池鉛蓄電池的充電過程——電解池鉛蓄電池的充放電過程負(fù)極：Pb+SO42-=PbSO4+2e-正極：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O46.陰極：PbSO4+2e-＝Pb+SO42-鉛蓄電池負(fù)極：Pb+SO42-=PbSO4+2e-正極：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O陰極：PbSO4+2e-

＝Pb+SO42-陽(yáng)極：PbSO4+2H2O＝PbO2+SO42-+4H++2e-

電池總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O＝Pb+PbO2+2SO42-+4H+鉛蓄電池的放電過程——原電池鉛蓄電池的充電過程——電解池放電充電2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程47.負(fù)極：Pb+SO42-=PbSO4+2e-陰極：PbSO

把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”優(yōu)點(diǎn)：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用

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

（3）燃料電池48.把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換燃料電池負(fù)極：2H2+4OH--4e-=4H2O

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

總反應(yīng)：O2+2H2=2H2O常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁-空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等。如圖電池反應(yīng)49.燃料電池常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁-空氣（4）海水電池1991年，我國(guó)首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為能源的新型電池，用作航海標(biāo)志燈。該電池以取之不的海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。這種海水電池的能量比“干電池”高20～50倍。電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：電池總反應(yīng)：4Al-12e-=4Al3+3O2+6H2O+12e-=12OH-4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓50.（4）海水電池1991年，我國(guó)首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為能源的新怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？

書寫步驟：（1）寫出燃燒反應(yīng)，根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)；（2）寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡(jiǎn)單);（3）由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。51.怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？51.怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？

書寫步驟：（1）寫出燃燒反應(yīng)，根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)；（2）寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡(jiǎn)單);（3）由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)一般為

①酸性介質(zhì)

②堿性介質(zhì)O2+4H++4e－=2H2OO2+2H2O+4e－=4OH-52.怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？正極反應(yīng)一般為

①酸CH4、O2、NaOH組成的燃料電池1.燃燒總化學(xué)反應(yīng)：CH4+2O2→CO2+2H2O2.燃料電池總反應(yīng)：3.正極：4.負(fù)極：53.CH4、O2、NaOH組成的燃料電池53.CH4、O2、NaOH組成的燃料電池1.燃燒總化學(xué)反應(yīng)：CH4+2O2→CO2+2H2O2.燃料電池總反應(yīng)：3.正極：4.負(fù)極：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O54.CH4、O2、NaOH組成的燃料電池CH4+2OH-+2OCH4、O2、NaOH組成的燃料電池1.燃燒總化學(xué)反應(yīng)：CH4+2O2→CO2+2H2O2.燃料電池總反應(yīng)：3.正極：4.負(fù)極：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O2O2+4H2O+8e－=8OH-CH4+10OH--8e－=CO32-+7H2O55.CH4、O2、NaOH組成的燃料電池CH4+2OH-+2O8.金屬的腐蝕/防護(hù)

56.8.金屬的腐蝕/防護(hù)56.8.金屬的腐蝕/防護(hù)

57.8.金屬的腐蝕/防護(hù)57.8.金屬的腐蝕/防護(hù)

金屬的防護(hù)58.8.金屬的腐蝕/防護(hù)金屬的防護(hù)58.9.常用原電池方程式

59.9.常用原電池方程式59.9.常用原電池方程式

60.9.常用原電池方程式60.9.常用原電池方程式

61.9.常用原電池方程式61.9.常用原電池方程式

62.9.常用原電池方程式62.9.常用原電池方程式

63.9.常用原電池方程式63.10.習(xí)題講解

1：判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.①②③(

)(

)(

)64.10.習(xí)題講解1：判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不

1：判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑負(fù)極：總反應(yīng)：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H