高三化学一轮复习《原电池的原理及应用》PPT课件

高三化学第一轮复习
原电池原理及应用
考纲要求
1.掌握原电池的形成条件，理解原 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， 能够认识和书写几种新型电池的电极 及电极反应。
４.了解金属的腐蚀及防护的方法。
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1、概念:
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 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 均可设计成原电池。
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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 体）;
②两不活泼的导体－石墨或Pt等（燃料电池电极）; ③金属和金属氧化物(铅蓄电池，银锌电池）.
（2）电解质溶液
（3） 形成闭合回路
（两电极用导线连接，或接触。）
电池总反应 2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O
正极: 3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－ 负极: 2CH3OH－12e－＋ 16OH －＝2CO32－＋12H2O
试写乙醇作燃料， KOH作电解质溶液的
燃料电池的电极反应和总反应．
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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，
Fe
C 正极： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
总：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2↓
食盐水
负极：Zn-2e-=Zn2+
Zn
Cu正极：Cu2++2e-=Cu
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
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
规律小结
仅有一个电极材料参与反应的原电池： 负极：M-xe-=Mx+ 正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属
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5、电极反应式的书写（燃料电池）
氢氧燃料电池
A
2e-
2e-
氢气
H+ OHH+ OH-
N稀aHHO2H2SOO溶4液
负极
正极
氧气
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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： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负极 2H2 - 4e- = 4H+
正极 负极
O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+
正极 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH负极 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
O2 + 4e-= 2O2－
负
极
2H2 - 4e- = 4H+
正 极 O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
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5、电极反应式的书写（燃料电池）
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，电量可达现在 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. 燃烧反应式 2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O
正极 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
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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5、电极反应式的书写（固体燃料电池）
介质
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负
极 2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
正
极
正负极板是惰性材料，电池总反应式：
Pb+PbO2+4H++2SO42-
放电 充电
2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题：
放电时：正极的电极反应式是
P电b解O2液+2中e－H+S2SOO424-+的4H浓+=度Pb将S变O4+变2H小2O；； 当外电路通过1mol电子时，理论上负
极板的质量增加 48 g。
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
（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
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5、电极反应式的书写
Fe A C 负极： Fe - 2e- = Fe2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑ 总：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
稀硫酸
A
负极： 2Fe -4e- = 2Fe2+
入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是
（ DH）
A. 正极附近的SO42―离子浓度逐渐增大
B.B. 电子通过导线由铜片流向锌片
Zn
Cu
C.C. 正极有O2逸出
D.D. 铜片上有H2逸出
E．铜是阳极，铜片上有气泡产生 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
稀硫酸
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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极,电子流进的一极为正极 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极,发生还原反应的一极为正极
（4）根据反应的现象判断
失去电子
Zn
Cu
溶液中氧化性的
微粒得到电子
氧化反应 Zn－2e－=Zn2+
Zn2+
H+ H+
SO42-
○ ○○H2 还原反应
○ ○○ ○
2H++2e－=H2↑
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。
例题解析
例1:（2007全国Ⅱ理综）在盛有稀H2SO4的烧杯中放
例题解析
例2：下列哪几个装置能形成原电池？
Zn
√A
Cu
Fe
√B
Cu Zn
C
Zn
Fe
√D
Cu
H 2S O 4
H 2S O 4
H 2S O 4
N a C l溶 液
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Cu
√E
FБайду номын сангаас
M
N
酒精
N a C l溶 液
H 2SO 4 H 2SO 4
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3、工作原理
负极
e-
正极
较活泼金属
不活泼金属或石墨
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5、电极反应式的书写
负极： Mg — 2e- = Mg2+
正极： 2H+ + 2e- = H2↑
稀硫酸
总：Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
负极： 2Al+ 8OH－—6e- =2Al O2－ +4H2O
正极：6H2O + 6 e- = 3H2 ↑ + 6OH－
总：2Al+ 2OH－ +2H2O =2Al O2－ + 3H2 ↑