第二讲原电池化学电源.doc

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1、第二讲　　原电池　化学电源[考纲展示]1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池总反应式。2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。一、原电池的工作原理1．概念2．工作原理(以锌铜原电池为例)图1ZnSO44图2Zn电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由　　沿导线流向　　3．构成条件(1)两个的电极。(2)将电极插入　　　　　　　　(构成电路或参加反应)。(3)用导线连接电极构成　　　　　　　　。(4)能自发

2、地发生反应。4.单桥原电池与盐桥原电池对比图1和图2中两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。图1和图2中两装置的不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化为热能，装置的温度会升高。图2中Zn在CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅化学能转化为电能，电流稳定，且持续时间长。关键点：盐桥原电池中，还原剂和氧化产物在负极池，而氧化剂和还原产物

3、在正极池。说明：①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。　　　②盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。二、化学电源1．一次电池(碱性锌锰干电池)2．二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是　　　　，正极材料是　　　。(1)放电时的反应①负极反应：Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)②正极反应：PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)③电池总反应：Pb(s)＋PbO

4、2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)(2)充电时的反应①阴极反应：PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO(aq)②阳极反应：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO(aq)③电池总反应：2PbSO4(s)＋2H2O(l)===Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)【特别提醒】可充电电池放电时用原电池原理解释，充电时用电解池原理解释。当可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电

5、源的正极相连。3．燃料电池A、电极：惰性电极（一般为铂电极或石墨电极）B、种类燃料包含：H2、CO、烃（如CH4、C2H6）、醇（如C2H6OH）等电解质包含：①酸性电解质溶液，如H2SO4(aq)；　　　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,如熔融K2CO3.（1）、氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种，即电解质溶液分别为酸性类和碱性类。酸性碱性负极反应式2H2－4e－===4H＋===4H2O正极反应式===2H2OO2＋2H2O＋4e－

6、===4OH－电池总反应式2H2＋O2===2H2O（2）、固体电解质（高温下能传导O2－）类，其环境下的正极反应：O2＋4e－＝2O2－。（3）、熔融碳酸盐电解质（如：熔融K2CO3）类，其环境下的正极反应：2CO2+O2＋4e－＝2CO32－三、应用：(1)加快氧化还原反应的速率；(2)比较金属活动性强弱；(3)用于金属的防护；(4)制作化学电源。1．不是所有化学反应都可以设计成原电池。(√)2．原电池的两电极中，较活泼的电极一定为负极。(×)3．燃料电池的反应条件是燃烧。(×)4．可充电电池中

7、的电极反应是可逆反应。(×)1．理解原电池概念的2个方面：(1)能量转化：化学能转化为电能；(2)反应本质：氧化还原反应。2．掌握原电池的两极反应类型：(1)负极：发生氧化反应；(2)正极：发生还原反应。3．熟记原电池构成的3个条件：(1)两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)；(2)两电极插入电解质溶液中；(3)形成闭合回路。(4)能自发地发生氧化还原反应。4．明确原电池原理的4个应用：(1)加快氧化还原反应的速率；(2)比较金属活动性强弱；(3)用于金属的防护；(4)制作化学电源。考点一　　原

8、电池的构成及电极反应式的书写1．原电池的构成2．正、负极的判断注意：两种金属组成原电池，记住“活、负、失、氧”。这里的“活”应理解为电极材料是否与电解质溶液发生反应，不一定是按金属活动顺序表来排的，如镁和铝同时插入氢氧化钠溶液中，铝为负极；铜和铁同时插入浓硝酸中，铜为负极等。②在原电池中阴离子移向负极，阳离子移向正极。3．电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写负极：还原剂－xe－===　氧化产物（氧化反应）正极：氧化剂+xe－===　还原产物（还原反应）(2)复杂