专题四电解质,原电池二、原电池
高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿
高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿一、引言本课我们将学习原电池的相关知识。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置，广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。
二、原电池的构成和工作原理原电池由两个半电池和电解质组成。
半电池分为阳极和阴极，电解质则负责传递离子。
当阳极和阴极通过电解质相连时，化学反应会导致电子在电路中流动，产生电流。
三、原电池的种类1. 干电池干电池是一种常见的原电池，它使用固态或半固态的电解质。
干电池具有体积小、重量轻、使用方便等特点，广泛应用于电子设备、玩具等领域。
2. 燃料电池燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置。
它使用可燃性物质（如氢气、甲醇等）作为燃料，通过与氧气发生反应产生电能。
燃料电池具有高能量转化效率、环保等优点，在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
四、原电池的应用1. 电子设备原电池广泛应用于各种电子设备，如手持式电子产品、遥控器、闹钟等。
干电池由于便携性好且寿命较长，成为这些设备的常用电源。
2. 交通工具燃料电池作为一种新型的清洁能源装置，被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。
燃料电池车辆具有零排放、低噪音等特点，有望成为未来交通工具的主流。
五、总结原电池作为一种将化学能转化为电能的装置，在我们的生活和工业生产中扮演着重要角色。
通过学习本课，我们了解了原电池的构成和工作原理，以及干电池和燃料电池的种类和应用领域。
希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中，进一步加深对原电池的理解。
谢谢！。
电化学-原电池
电化学—原电池一、原电池的工作原理1、电流是如何产生的？先考虑Zn片。
在如是体系中，Zn有失去电子的趋势，失去电子之后自身变成Zn2+进入到溶液中。
失去的电子可能会经过导线来到Cu片，那么就需要有物质（微粒）在Cu片上得到这些电子，否则Cu片上电子累积而其所带负电荷不被中和，是不可能的。
考量Cu片这边，Cu本身属于金属单质，金属单质不存在负价，所以不可能是Cu片本身得到电子，那么只有与Cu片接触的溶液中寻找可以得到电子的微粒。
由于溶液中存在CuSO4，故Cu2+可以于Cu片表面得到电子，成为Cu单质，在Cu表面析出（因为必须接触到Cu片才能够从Cu片得到电子）。
由此电子在导线中流动，也就产生了电流。
而这个过程中发生的物质变化则是Zn→Zn2+，Cu2+→Cu。
这样的装置能够对外输出电能，被称为原电池。
所以原电池是能够将化学能转化为电能的装置。
2、几个基本定义由于这个装置能够产生电流，向外输出电能，所以可以和物理中的相关定义联系起来。
在物理学中，向外输出电能的装置是电源。
在一个完整的电路中，电流的方向是‹从电源的正极流向负极›，电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向，而事实上，在电路中移动的是电子，所以电子的流向就应该是正电荷移动方向的反方向，也就是电流方向的反方向。
电流是正极流出，负极流入，那么电子就是负极流出，正极流入。
所以对于原电池，将流出电子（即失去电子，这个说法将更常用）的一极称为负极，将流入电子（即得到电子）的一极称为正极。
电极名称负极正极电极材料Zn片Cu片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn片沿导线流向Cu片电流方向由Cu片沿导线流向Zn片在氧化还原的原理中，失去电子化合价上升，是被氧化；得到电子化合价下降，是被还原。
结合这个特点，可以丰富对原电池正负极的认识。
负极：失去电子，化合价上升，发生氧化反应正极：得到电子，化合价下降，发生还原反应这是最重要的判断依据。
原电池与电解池教案提纲
一、原电池的概念和原理1.1 引入：通过实验现象，引导学生思考电池的工作原理1.2 原电池的定义：电源是将化学能直接转换为电能的装置1.3 原电池的组成：正极、负极、电解质1.4 原电池的工作原理：氧化还原反应1.5 原电池的电动势：表示电池做功的能力二、原电池的类型和应用2.1 酸性电池：如干电池、铅酸电池2.2 碱性电池：如锂离子电池、镍氢电池2.3 金属空气电池：如锌空气电池、锂空气电池2.4 燃料电池：如氢燃料电池、甲醇燃料电池2.5 原电池的应用：如手机电池、电动汽车、储能系统等三、电解池的概念和原理3.1 引入：通过实验现象，引导学生思考电解池的工作原理3.2 电解池的定义：电解池是利用电流在电解质中引起氧化还原反应的装置3.3 电解池的组成：电源、电解质、电解池3.4 电解池的工作原理：电流驱动下的氧化还原反应3.5 电解池的电动势：表示电解池做功的能力四、电解池的类型和应用4.1 直流电解：如电镀、电池制造4.2 交流电解：如水处理、冶炼4.3 电解池的应用：如电子器件制造、能源转换等5.1 原电池与电解池的比较：工作原理、应用领域等方面的异同5.2 原电池与电解池的联系：都是利用氧化还原反应实现能量转换5.3 总结：加深对原电池和电解池的理解，为后续学习打下基础六、原电池的设计与制作6.1 设计原则：根据应用需求选择合适的电极材料、电解质等6.2 制作步骤：电极制备、电解质填充、组装、测试等6.3 实例分析：分析常见原电池的设计与制作过程六、原电池的设计与制作（续）6.4 设计评估：评估原电池的性能，如能量密度、循环寿命等6.5 改进策略：针对性能不足进行优化，如材料选择、结构设计等七、电解池的工艺与设备7.1 电解工艺：概述电解过程中的电流、电压等参数控制7.2 电解设备：介绍电解池、电源、电解质循环系统等设备7.3 实例分析：分析常见电解工艺与设备的应用八、电解池的工艺与设备（续）7.4 工艺优化：探讨如何提高电解效率，如电流密度、温度控制等7.5 设备维护：介绍电解设备的日常维护保养方法九、原电池与电解池的安全环保9.1 安全问题：分析原电池与电解池在生产、使用过程中可能出现的安全隐患9.2 环保问题：探讨原电池与电解池生产对环境的影响，如废弃物处理等9.3 安全环保措施：介绍相应的安全规范、环保政策及实施方法10.1 技术革新：展望原电池与电解池技术的发展方向，如新材料、新结构等10.2 应用拓展：预测原电池与电解池在新能源、环保等领域的应用前景10.3 产业化进程：分析原电池与电解池产业的发展现状及挑战，探讨产业化发展趋势十一、原电池与电解池在能源领域的应用11.1 概述原电池与电解池在能源转换与储存的重要性11.2 太阳能、风能等可再生能源与原电池电解池的关系11.3 原电池与电解池在能源互联网中的应用十二、原电池与电解池在环保领域的应用12.1 分析原电池与电解池在废水处理、废气处理等环保领域的应用12.2 探讨原电池与电解池在催化转化、污染治理等方面的潜力12.3 实例分析：展示原电池与电解池在环保领域的成功案例十三、原电池与电解池在工业领域的应用13.1 介绍原电池与电解池在电镀、金属冶炼等工业领域的应用13.2 讨论原电池与电解池在提高生产效率、降低成本等方面的作用13.3 实例分析：分析原电池与电解池在工业领域的实际应用效果十四、原电池与电解池在电子器件领域的应用14.1 概述原电池与电解池在手机、电脑等电子器件中的应用14.2 探讨原电池与电解池在提高电子器件性能、延长使用寿命等方面的影响14.3 实例分析：展示原电池与电解池在电子器件领域的应用实例十五、原电池与电解池的综合应用与挑战15.1 分析原电池与电解池在多领域应用中的优势与局限15.2 探讨原电池与电解池在交叉学科中的应用潜力15.3 展望原电池与电解池在未来发展中面临的挑战与机遇重点和难点解析本文主要介绍了原电池与电解池的基本概念、原理、类型、应用以及在未来发展趋势等方面的内容。
电化学知识点-原电池和电解池
电化学知识点——---原电池和电解池一．原电池和电解池的相关知识点1．原电池和电解池装置比较：将化学能转化为电能的装置叫做原电池把电能转化为化学能的装置叫电解池2．原电池和电解池的比较表：原电池的本质：氧化还原反应中电子作定向的移动过程电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程3．化学腐蚀和电化腐蚀的区别4．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别5．电解、电离和电镀的区别6．电镀铜、精炼铜比较说明、原电池正、负极的判断：（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）从电子的流动方向负极流入正极（3）从电流方向正极流入负极（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极二．高频考点1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生（1）吸氧腐蚀负极：Fe－2e-==Fe2+正极：O2+4e-+2H2O==4OH-总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O（2）析氢腐蚀： CO2+H2O H2CO3H++HCO3-负极：Fe －2e-==Fe2+正极：2H+ + 2e-==H2↑总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2+ H2↑Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。
2、原电池的应用：①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
可以利用原电池比较金属的活动性顺序（负极活泼）。
将两种不同金属在电解质溶液里构成原电池后，根据电极的活泼性、电极上的反应现象、电流方向、电子流向、离子移动方向等进行判断。
③设计原电池。
④利用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，但主要是电化学腐蚀。
根据电解质溶液的酸碱性，可把电化学腐蚀分为：吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。
原电池知识点总结2024
原电池知识点总结（二）引言：电池是一种将化学能转化为电能的设备，广泛应用于日常生活和工业领域。
在本文中，我们将进一步探讨原电池的知识点，包括电池的工作原理、种类和应用等方面。
概述：原电池是指利用化学反应中直接释放出的电能来提供电流的电池。
与其他电池相比，原电池具有较高的能量密度、较长的使用寿命和较低的成本，因此在许多领域得到广泛应用。
正文内容：一、原电池的工作原理1.化学反应：原电池的工作原理是基于化学反应，其中发生一种化学反应，通过这种反应产生电能。
2.电解质：原电池中的电解质是促进化学反应的重要组成部分，它可以增加反应速率并提高电池的效率。
3.电极：原电池由正极（阳极）和负极（阴极）组成，其中正极是化学反应发生的地方，负极是电子流入的地方。
二、原电池的种类1.碱性电池：碱性电池是原电池中最常见的一种，它使用碱性电解质，如氢氧化钠或氢氧化钾，并使用氢氧化银作为阳极。
2.酸性电池：酸性电池使用酸性电解质，如硫酸或盐酸，并使用金属作为负极和阳极。
3.锂离子电池：锂离子电池是一种常见的可充电原电池，它使用锂离子作为电荷传递剂。
三、原电池的应用1.电子产品：原电池广泛应用于各类电子产品，如手持设备、计算机和摄像机等。
它们提供了便携式能源，使这些设备可以在没有外部电源的情况下工作。
2.交通工具：一些低功率的交通工具，如电动自行车和电动汽车，也使用了原电池。
这些电池提供了高能量密度和长时间的续航能力。
3.太阳能储能：原电池可用于太阳能系统中的能量储存，将太阳能转化为电能并储存起来供后续使用。
4.医疗设备：医疗设备如心脏起搏器和听觉设备等，通常使用原电池作为电源，以提供持久且可靠的能量供应。
5.应急设备：原电池还广泛应用于各类应急设备，如防灾电源和便携式手电筒，以备不时之需。
总结：原电池是一种通过化学反应产生电能的设备，具有高能量密度、长使用寿命和较低成本的特点。
它们的工作原理基于化学反应，关键组成部分包括电解质和电极。
电解和原电池原理
电解和原电池原理
电解和原电池原理可以分别描述如下：
电解的原理:
电解是指通过电流在电解质溶液中产生化学反应的过程。
当电解质溶液被通电时，正极吸引阴离子，负极吸引阳离子，从而形成电解质的离子迁移。
随着离子在溶液中的运动，它们会在电极表面发生电化学反应，从而引发一系列化学变化。
例如，当盐水（即氯化钠溶液）被通电时，氯离子在阳极发生氧化反应，钠离子在阴极发生还原反应，从而产生氯气和金属钠。
原电池的原理:
原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个电化学电池组成，每个电化学电池间通过连接器相连。
每个电化学电池包含一个阳极和一个阴极，在它们之间有一个电解质溶液或一个导电性固体。
当原电池不连接任何外部电路时，电化学反应在两个电池之间平衡进行，形成电势差。
然而，一旦外部电路连接上，电子将从阴极流到阳极，产生电流。
同时，在电化学电池中，化学物质会发生氧化还原反应，从而不断地产生电子以维持电流的稳定。
不同种类的原电池采用不同的电化学反应，如锌-铜原电池利用锌在阳极的氧化和铜离子在阴极的还原。
高中化学原电池和电解池
高中化学原电池和电解池
原电池和电解池是高中化学中非常重要的两个概念。
原电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极和电解质溶液组成，两个电极之间用导线连接。
在原电池中，发生氧化还原反应，电子从负极流向正极，从而产生电流。
原电池的应用非常广泛，例如干电池、蓄电池等都是原电池的例子。
电解池则是将电能转化为化学能的装置。
它也由两个电极和电解质溶液组成，两个电极之间用导线连接。
在电解池中，电流通过电解质溶液，使电解质溶液中的离子发生氧化还原反应，从而在两个电极上分别析出不同的物质。
电解池的应用也非常广泛，例如电解水制氢、电解氯化钠制氯气等都是电解池的例子。
原电池和电解池的区别在于，原电池是自发发生的氧化还原反应，而电解池是需要外界提供电能才能发生的氧化还原反应。
在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；而在电解池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
理解原电池和电解池的概念和原理对于学习高中化学非常重要，它们是理解电化学反应的基础。
同时，原电池和电解池的应用也非常广泛，与我们的日常生活和工业生产密切相关。
高中化学之原电池知识点
高中化学之原电池知识点电化学知识是以电解质溶液为载体，以氧化还原反应为核心，原电池的负极和电解池的阳极是氧化极，原电池的正极和电解池的阴极是还原极。
第一类原电池，如铜锌原电池，其组成条件有三条：（1）两个活泼性不同的电极（金属与金属、金属与石墨碳棒、金属与难溶金属氧化物）；（2）电解质溶液，至少要能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应，一般是置换反应；（3）两电极插入电解质溶液中且用导线连接。
这种原电池中，较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，负极材料失去电子被氧化，形成阳离子进入溶液；较不活泼的金属作正极，正极上发生还原反应，溶液中原有的阳离子在正极上得到电子被还原，析出金属或氢气，正极材料不参与反应。
电子总是从负极沿着导线流入正极。
因此，原电池现象是“负极下，正极上，电子就在中间转”。
其特点是金属电极与电解质溶液之间存在自发的氧化还原反应。
例1．某原电池的总反应是Zn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu，该原电池的正确组成是（）A. B. C. D.正极Zn Cu Zn Cu负极Cu Zn Cu Zn电解质溶液CuCl2CuCl2ZnCl2ZnCl2解析：从总反应可知，Zn失去电子，且Zn比Cu活泼，Zn应为负极。
这是正规原电池，负极要能与电解质溶液发生置换反应，只能用CuCl2，故应选B。
第二类原电池的构成条件是：（1）两个活动性不同的电极；（2）任何电解质溶液（酸、碱、盐皆可）；（3）形成回路。
这类原电池的特点是电极与电解质溶液不发生置换反应，电解质溶液只起导电作用。
其正极反应一般是吸氧腐蚀的电极反应式：O2＋2H2O＋4e＝4OH－。
电化学腐蚀依然是原电池原理，分为析氢腐蚀（发生在酸性较强的溶液里，正极上H+还原）和吸氧腐蚀（发生在中性、碱性或极弱酸性溶液里，正极上是氧气被还原：O2＋2H2O＋4e＝4OH－）。
例2.把铁钉和碳棒用铜线联接后，浸入0.01 mol／L的食盐溶液中，可能发生的现象是（）A. 碳棒上放出氯气B. 碳棒近旁产生OH－C. 碳棒上放出氧气D. 铁钉上放出氢气E. 铁钉被氧化解析：由于Fe不与食盐溶液反应，属第二类原电池，溶液为中性，故发生吸氧腐蚀的反应。
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专题四电解质，原电池
原电池
【考纲要求】
1.了解原电池和电解池的工作原理；
2.能写出电极反应和电池反应方程式。
3.了解常见化学电源的种类及其工作原理
一、基本理论
1、定义：
2、原电池的本质：
3、构成原电池的基本条件：
4、原电池电机的判断：
5、离子移动方向：
6、电荷移动方向：
7、盐桥的作用：
二、要点概念总结
三、判断正负极的常用方法：
（1）根据电子流动方向判断。
在原电池中，电子流出的一极为，电子流入的一极为。
（2）根据两极材料判断。
一般是活泼金属为，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为。
（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。
阳离子向移动，阴离子向移动
（4）根据原电池两极发生变化来判断。
总是失去电子，发生氧化反应，总是得到电子，发生还原反应。
（5）根据现象判断。
金属溶解的一极为，增重或放出气体的一极为。
1、先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH-，若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的书写电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的书写电极反应式，即得到较难写出的书写电极反应式。
酸性环境中：负极：Fe-2e-=Fe2+
正极：2H++2e-=H2↑—析氢腐蚀
中性环境中：负极：2Fe-4e-=2Fe2+
正极：2H2O+O2+4e-=4OH-—吸氧腐蚀
五、化学电源
1、普通锌锰电池（干电池）
以石墨作正极，外面包有锌片做负极，电解质是糊状的NH4Cl，试写出电极反应方程式和总反应方程式。
2、银锌纽扣电池
电池的正极呈片状，是由氧化银粉与胶体石墨按一定比例混合研磨后压制而成。
3铅蓄电池：
用铅锑合金做成格板，在格板上分别填充PbO2和Pb作为正极和负极，以H2SO4为电解质溶液（1.25g/cm3-1.28g/cm3）写出电极反应的方程式。
4氢氧燃料电池：
高效、低污染的新型电池。
电极材料：铂电极、活性炭电极等。
电解质溶液：40%的KOH溶液。
写出电极反应方程式
电极：惰性电极。
电解质包含：①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液；②碱性电解质溶液如：NaOH溶液；③熔融氧化物如：Y2O3;④熔融碳酸盐如：K2CO3等。
第一步：写出电池总反应式
燃料电池总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。
如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O；甲烷燃料电池（电解质溶液为NaOH溶液）的反应为：
CH4+2O2=CO2+2H2O ①
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O ②
①式+②式得燃料电池总反应为：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
第二步：写出电池的正极反应式
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：
（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H++4e-=2H2O
（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-
（3）固体电解质（高温下能传导O2-）环境下电极反应式：O2+4e-=2O2-
（4）熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下电极反应式：O2+2CO2+4e－＝2CO32-
第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式
电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式=电池正极反应式+电池负极反应式
故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。
以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：
1、酸性条件
燃料电池总反应：
燃料电池正极反应：
得燃料电池负极反应：
2、碱性条件
燃料电池总反应：
燃料电池正极反应：
得燃料电池负极反应：
3、固体电解质（高温下能传导O2-）
燃料电池总反应：
燃料电池正极反应：
得燃料电池负极反应：
4，熔融碳酸盐（如：熔融K2CO3）环境下
电池总反应：
正极电极反应式：
电池总反应-正极电极反应式得负极反应式：
七、判断正负极的常用方法：
（1）根据电子流动方向判断。
在原电池中，电子流出的一极为，电子流入的一极为。
（2）根据两极材料判断。
一般是活泼金属为，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为。
（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。
阳离子向移动，阴离子向移动
（4）根据原电池两极发生变化来判断。
总是失去电子，发生氧化反应，总是得到电子，发生还原反应。
（5）根据现象判断。
金属溶解的一极为，增重或放出气体的一极为。
八、练习
1、利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。
2、有人设计以铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2、Zn2+和H2O进行工作。
（1）正极材料是，电极反应为。
（2）负极材料是，电极反应为。
3、：爱迪生碱性蓄电池充电和放电时发生的反应为：
写出放电时电极反应方程式。
4、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。
若a、
b 相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为
5、极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气，写出电极反应式与总反应。