高三化学一轮复习:《原电池的原理及应用》课件

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稀硫酸
负极: 负极: 2Al+ 8OH-—6e- =2Al O2- +4H2O 正极: 正极:6H2O + 6 e- = 3H2 ↑ + 6OH- 总:2Al+ 2OH- +2H2O =2Al O2- + 3H2 ↑
判断两极时还要考虑电极与电解质溶液反应情况, 判断两极时还要考虑电极与电解质溶液反应情况, 更易与电解质溶液反应的一极作负极
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1、概念: 、概念
将化学能转化成电能的装置叫做原电池 装置叫做原电池 将化学能转化成电能的装置叫做原电池. 原电池以氧化还原反应为基础,使氧化反应和 原电池以氧化还原反应为基础, 氧化反应和 氧化还原反应为基础 还原反应分别在两个电极上进行 从而产生电流 分别在两个电极上进行, 产生电流, 还原反应分别在两个电极上进行,从而产生电流, 实现化学能 电能转化的装置 化学能向 转化的装置。 实现化学能向电能转化的装置。 从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应 从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应 均可设计成原电池。 均可设计成原电池。
⑴化学腐蚀与电化 腐蚀
化学腐蚀
条件 现象 本质 联系
金属跟腐蚀性气体或液体直接接触 无电流产生 金属被氧化
电化腐蚀
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 有微弱电流产生 较活泼金属被氧化
两者往往同时发生, 两者往往同时发生,电化腐蚀更普遍
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为例) ⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例) 析氢腐蚀与吸氧腐蚀( 为例
Cu
食盐水
Zn
正极:Cu2++2e-=Cu 正极:
总:Zn+ Cu2+= Zn2++Cu
硫酸铜溶液
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
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5、电极反应式的书写
负极: 负极: Mg — 2e- = Mg2+ 正极: 正极: 2H+ + 2e- = H2↑ 总:Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
知识扫描 2、原电池的形成条件
(1)两导体作电极
①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导 活动性不同的金属( 体); 两不活泼的导体-石墨或Pt等 燃料电池电极) ②两不活泼的导体-石墨或 等(燃料电池电极); 金属和金属氧化物(铅蓄电池 银锌电池) 铅蓄电池, ③金属和金属氧化物 铅蓄电池,银锌电池).
随堂练习
2. 下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度 的稀硫酸中, 的稀硫酸中,锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序 是 D A ③④②① B ②③①④ C ④②①③ D ③②①④
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金属的腐蚀
7.金属的腐蚀及其防护 金属的腐蚀及其防护
金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反 应而腐蚀损耗的过程,即为金属的腐蚀。 应而腐蚀损耗的过程,即为金属的腐蚀。其本质是金属 原子失去电子被氧化的过程。 原子失去电子被氧化的过程。
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电极反应式的书写( 5、电极反应式的书写(蓄电池)
1.(2006重庆理综 铅蓄电池是典型的可充型电池, 重庆理综)铅蓄电池是典型的可充型电池 重庆理综 铅蓄电池是典型的可充型电池, 正负极板是惰性材料,电池总反应式: 正负极板是惰性材料,电池总反应式: ++2SO 2- 放电 2PbSO +2H O Pb+PbO2+4H 4 充电 4 2 请回答下列问题: 请回答下列问题: 放电时: 放电时:正极的电极反应式是
PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O; ;
电解液中H 电解液中 2SO4的浓度将变 变小 ; 当外电路通过1mol电子时,理论上负 电子时, 当外电路通过 电子时 极板的质量增加 48 g。 。
(负极:Pb-2e-+SO42- =PbSO4 ) 负极:
方法点拨
原电池电极反应的书写技巧
- 电池总反应 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O + 正极: 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH- - 负极: 负极 2CH3OH-12e-+ 16OH -=2CO32-+12H2O
试写乙醇作燃料, 试写乙醇作燃料, KOH作电解质溶液的 作电解质溶液的
燃料电池的电极反应和总反应. 燃料电池的电极反应和总反应.
例题解析
入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是 ( D H ) 正极附近的SO A. 正极附近的SO42―离子浓度逐渐增大 B. 电子通过导线由铜片流向锌片 正极有O C. 正极有O2逸出 铜片上有H D. 铜片上有H2逸出 E.铜是阳极,铜片上有气泡产生 铜是阳极, F.铜片质量逐渐减少 G.电流从锌片经导线流向铜片 H.氢离子在铜片表面被还原
析氢腐蚀
条件 水膜酸性较强 (pH<4.3) pH<4.3) 电 极 反 应 负极
吸氧腐蚀
水膜酸性很弱或中性
Fe - 2e— = Fe2+ 2H++2e- =H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑ O2+2H2O+4e- =4OH–
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
- 2H2 - 4e- +2O2-= 2H2O
- O2 + 4e-= 2O2-
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
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5、电极反应式的书写(燃料电池) 电极反应式的书写(
据报道, 例: 据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气 以及强碱做电解质溶液的新型手机电池, 以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在 使用的镍氢电池或锂电池的十倍, 使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才 充一次电.试写出该电池放电时的电极反应和总反应式 试写出该电池放电时的电极反应和总反应式. 充一次电 试写出该电池放电时的电极反应和总反应式 燃烧反应式 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O +
高三化学第一轮复习
原电池原理及应用
主讲: 主讲 尚学红
考纲要求
1.掌握原电池的形成条件,理解原 掌握原电池的形成条件, 掌握原电池的形成条件 电池的工作原理; 电池的工作原理; 2.能够正确地判断原电池的两极, 能够正确地判断原电池的两极, 能够正确地判断原电池的两极 能够正确地书写电极反应及总反应; 能够正确地书写电极反应及总反应 3.了解常见化学电源的种类及特点, 了解常见化学电源的种类及特点, 了解常见化学电源的种类及特点 能够认识和书写几种新型电池的电极 及电极反应。 及电极反应。 了解金属的腐蚀及防护的方法。 4.了解金属的腐蚀及防护的方法。 了解金属的腐蚀及防护的方法
随堂练习
1.在甲试管中盛有C(H 0.01mol/L的盐酸 的盐酸, 1.在甲试管中盛有C(H+)为0.01mol/L的盐酸,乙、 在甲试管中盛有 丙两支试管中分别盛有C(H )0.01mol/L的醋酸 的醋酸, 丙两支试管中分别盛有C(Βιβλιοθήκη Baidu+)0.01mol/L的醋酸, 分别在甲、 分别在甲、乙、丙试管中加入等质量的同样的锌 并在丙试管中滴入几滴CuSO 溶液,充分反应, 并在丙试管中滴入几滴CuSO4溶液,充分反应, 试比较反应所需时间的关系为:—————————— 试比较反应所需时间的关系为: 甲 > 乙> 丙
(4)根据反应的现象判断
质量减轻的一极为负 质量减轻的一极为负极,质量增加或有气泡冒出的一极为正极 减轻的一极为 质量增加或有气泡冒出的一极为正 增加或有气泡冒出的一极为
(5)根据离子的定向移动方向判断
阳离子移向正极,阴离子移向负极 离子移向正 离子移向负
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A
5、电极反应式的书写
C
Fe
负极: 负极: 正极: 正极: 总:Fe
规律小结
仅有一个电极材料参与反应的原电池: 仅有一个电极材料参与反应的原电池: 负极: 负极:M-xe-=Mx+ 正极: 正极:析氢或吸氧或析出不活泼金属
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电极反应式的书写( 5、电极反应式的书写(燃料电池)
介质 酸性 中性 碱性 电池反应: 电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O O 负极 正极 负极 正极 负极 正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
E √
F
酒精
M
NaCl溶液 溶液
N
H2SO4 H2SO4
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3、工作原理 负极
较活泼金属 失去电子 氧化反应 Zn- Zn-2e-=Zn2+
eCu H+ H+ SO42○ ○ ○ ○ ○ ○H2 ○
正极
不活泼金属或石墨
溶液中氧化性的 微粒得到电子
Zn Zn2+
还原反应 2H++2e-=H2↑
溶液中, 从负极定向移动到正极, 溶液中,阳离子 从负极定向移动到正极,阴离子 从 正极定向移动到负极,形成闭合回路。 正极定向移动到负极,形成闭合回路。
Zn Cu
2007全国 理综)在盛有稀H 全国Ⅱ 例1:(2007全国Ⅱ理综)在盛有稀H2SO4的烧杯中放
稀硫酸
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正负极的判断方法: 4、正负极的判断方法:
(1)根据两极材料判断
活泼性强的金属 作 负极 活泼性强 活泼性较弱 活泼性较弱的金属或非金属作正极
(2)根据电流方向或电子流动的方向判断
电子流出的一极为负 电子流出的一极为负极,电子流进的一极为正极 的一极为 电子流进的一极为正 的一极为 电流是由 极流向负 是由正 电流是由正极流向负极
(3)根据发生的反应判断
发生氧化反应的一极为负 发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极 氧化反应的一极为 发生还原反应的一极为正 还原反应
Fe - 2e- = Fe2+ 2H+ + 2e- = H2↑ + 2H+ = Fe2+ +
H2 ↑
稀硫酸
A
Fe
C
负极: 负极: 2Fe -4e- = 2Fe2+ 正极: 正极: 2H2O + O2 + 4e- = 4OH总:2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2↓ 负极:Zn负极:Zn-2e-=Zn2+
(2)电解质溶液 (3) 形成闭合回路
(两电极用导线连接,或接触。) 两电极用导线连接,或接触。)
例题解析 例2:下列哪几个装置能形成原电池? :下列哪几个装置能形成原电池?
Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Zn

A
H2SO4
B √
H2SO4
Fe
Cu
C
H2SO4
Fe Cu
Cu
D √
NaCl溶液 溶液
Zn
Zn
Cu
要充分考虑电极反应后产物所处的介质---- 电解质环境, 要充分考虑电极反应后产物所处的介质---- 电解质环境, 应将电解质溶液中参与电极反应的粒子写进电极反应式 。
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电极反应式的书写( 5、电极反应式的书写(固体燃料电池)
介质 电池反应: 电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O O 负 极 正 极 负 极 正 极

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6、原电池原理的应用
(1)比较金属活动性强弱 ) 两种金属分别做原电池的两极时, 两种金属分别做原电池的两极时,一般做负极的金属比做正极的 金属活泼性强 (2)加快氧化还原反应的速率 ) 一个自发进行的氧化还原反应, 时反应速率大。 一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池 时反应速率大。 (3)用于金属的保护及金属腐蚀快慢比较 ) 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀>有防护 原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防护 措施的腐蚀
3、两个电极均参与反应的原电池(如蓄电池) 两个电极均参与反应的原电池(如蓄电池)
①电极材料:金属为负极,金属化合物为正极 电极材料:金属为负极, 电子得失均由两电极本身发生. ②电子得失均由两电极本身发生. 电极反应需考虑电解质溶液的参与. ③电极反应需考虑电解质溶液的参与.
注意原子守恒、 注意原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒的运用
1、仅有一个电极材料参与反应的原电池: 仅有一个电极材料参与反应的原电池: 负极: 负极:M-xe=Mx+ 正极: 正极:析氢或吸氧或析出不活泼金属
2、电极材料本身均不参与反应的电池(燃料电池) 、电极材料本身均不参与反应的电池(燃料电池)
①两电极材料均为惰性电极. 两电极材料均为惰性电极. 可燃性气体在负极失电子,助燃性气体在正极得电子 助燃性气体在正极得电子. ②可燃性气体在负极失电子 助燃性气体在正极得电子. 电极反应考虑电解质溶液. ③电极反应考虑电解质溶液.
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