原电池的工作原理.ppt

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1、化学能与电能的转化选修4第二单元（一）原电池的工作原理电化学：指研究化学能与电能之间相互转换的装置、过程和效率的科学。过程及装置分按电化学反应2.将电能转变成化学能的装置称电解池｛1.将化学能转变成电能的装置称原电池一、知识回顾二、探究1：预测Ｐ１２[实验1]的现象和结论现象:锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升.结论:Zn+Cu2+＝Zn2++Cu化学能热能探究2：预测Ｐ１２[实验2]的现象和结论现象:锌片变细,铜上有红色物质析出,电流计指针发生偏转.结论:化学能电能Zn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+＝Zn2++C

2、u2e-Cu2++2e-=Cu原电池原电池“负极出电子，电子回正极”负极必发生失电子的氧化反应正极必发生得电子的还原反应原电池工作原理示意图ZnCuCuZn---Zn2+H+H+阳离子阴离子正极负极SO42-原电池的工作原理三、形成简单原电池的条件（1）两种不同的金属（或一种金属与石墨）作电极（2）插入电解质溶液里（3）形成闭合回路（4）金属能与电解质溶液自动发生氧化还原反应（不可以）（不可以）CuAg（不可以）铁碳食盐水电流微弱√√√√酒精稀H2SO4BDCuSO4盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。这种装置能

3、将化学能转变为电能，称为原电池（PrimaryCell）盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。增加电流效率。CuZn---Zn2+H+H+阳离子阴离子正极负极SO42-三、普通原电池正负极判断1.两电极的活泼性：较活泼的负极，不活泼的正极2.本质判断：氧化还原反应：氧化反应的负极，还原反应的正极。3.电子或电流的流向：电子从负极流向正极，对应的电子流向就是电流计指针的偏转方向4.溶液中离子的移动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动负极：金属

4、本身(或附着的燃料)失电子发生氧化反应正极：溶液中阳离子（或O2或附着的氧化剂）得电子发生还原反应①金属与阴离子②阳离子得电子能力（放电顺序）:Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+（大）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+（小）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+四、普通原电池电极反应式书写规律：我的规律：负极：2Al+8OH－—6e-=2AlO2－+4H2O正极：6H++6e-=3H2↑总：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑稀硫酸负极：Mg—2e-=Mg2+正极：2H++2e-=H2↑总：Mg+2H

5、+=Mg2++H2↑几个特殊情况：不同的介质不同的电极反应负极：Fe—2e-=Fe2+正极：2H++2e-=H2↑总：Fe+2H+=Fe2++H2↑稀硫酸FeCu稀硫酸FeCuNaCl溶液负极：2Fe—4e-=2Fe2+正极：2H2O+O2+4e-=4OH-总：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2不同的介质不同的电极反应负极：Cu—2e-=Cu2+正极：4H++2NO3－+2e-=2NO2+2H2O总：Cu+4H++2NO3－=2NO2+Cu2++2H2O稀H2SO4负极：2Al—6e-=2Al3+正极：6H++6e-=3H2

6、↑总：2Al+6H+=2Al3++3H2↑五、原电池的设计例1：利用Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。负极：Fe–2e-=Fe2+正极：Cu2++2e-=CuCuFeCuSO4FeSO4FeCuCuSO4设计原电池的思路：半电池电极材料电解质溶液还原剂（电极材料）和氧化产物（电解质溶液）为负极的半电池氧化剂（电解质溶液）和还原产物（电极材料）为正极的半电池（或其它不活泼材料）分单液、双液电池（半电池、盐桥）前提：是放热的氧化还原反应例2、已知氧化还原反应Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuC

7、l2，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。CuCl2FeCl3ACuC正极：负极：总反应：Cu－2e-＝Cu2+2Fe3++2e-＝2Fe2+2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+5.利用原电池原理设计新型化学电池；2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；1.进行金属活动性强弱比较；3.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌（白铁皮即镀锌铁）。原电池的主要应用：4.解释某些化学现象(1)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙

8、活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：(2)比较反应速率例2：下列制氢