化学能转化为电能——原电池.ppt

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1、第三节化学能转化为电能——原电池一、原电池1.概念:把化学能转变为电能的装置叫原电池2.构成原电池的条件⑴电极:活泼性不同的两种金属(或金属与非金属)作电极,较活泼的金属作负极.⑵电解质溶液⑶形成闭合回路.(4)自发进行的氧化还原反应发生(△H<0)3.原电池的工作原理(以Zn

2、H2SO4

3、Cu原理池为例):原电池反应:2H++Zn=H2↑+Zn2+2e-负极正极e-e-e-现象:锌片逐渐溶解;铜片上有大量气泡产物生2H++2e-=H2↑Zn-2e=Zn2+氧化反应还原反应Zn(负)Cu(正)外电路稀硫酸SO42-H+内电路[结论]工作原理:将化学能转变为电能.

4、在负极发生氧化反应,正极发生还原反应;在外电路,电子由负极流向正极;在内电路,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动.1.原电池的正负极判断方法.⑴利用原电池总反应判断:①负极:还原剂作负极或在负极反应,失电子,发生氧化反应的一极,电子流出的一极.②正极:氧化剂作正极或在正极反应.得电子,发生还原反应的一极,电子流入的一极.⑵利用电流方向判断:电流由正极流向负极⑶根据离子定向移动判断:阳离子移向正极,阴离子移向负极.⑷根据电极材料判断:一般是活泼的金属作负极,不活泼的金属或能导电非金属作正极.⑸根据实验现象判断:能溶解的一极为负极,有气体析出或金属单质析出的一极为正

5、极(活泼金属作负极,酸或不活泼的金属盐溶液作电解质溶液)二、常见问题2.电极反应式的书写⑴原电池反应⑵电极反应式:负极:还原剂-ne-=氧化产物正极:氧化剂+ne-=还原产物⑶原电池反应式=正极反应式+负极反应式MgAlAX溶液例2.右图为Mg与Al与X溶液组成的一原电池。试按要求回答问题。⑴X为硫酸时,原电池总反应式(离子方程式)___________________________________负极为_____,电极反应式为:_____________,正极为_____,电极反应式为______________Mg+2H+=H2↑+Mg2+MgMg-2e-

6、=Mg2+2H++2e-=H2↑Al氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物+-ne-2Al+8OH--6e-=2[Al(OH)4]_2Al+2OH-+2H2O=2[Al(OH)4]_+3H2↑6H2O+6e-=3H2↑+6OH-⑵当X为NaOH时,原电池反应的离子方程式:________________________________________为负极,电极反应式:____________________为正极,电极反应式:________________MgAl⑶当X溶液改为浓硝酸,Mg改为Cu,原电池反应的离子方程式:____________________

7、____________________为负极,电极反应式:__________________________为正极,电极反应式:______________________Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2OCuCu-2e-=Cu2+Al4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2O3.原电池的设计例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。(+)(-)GZnPtFeCl3溶液负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极(Pt或C

8、):2Fe3++2e-=2Fe2+(还原反应)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液G能产生持续、稳定电流的原电池装置1.盐桥的作用是什么?提示:盐桥的作用:避免负极失去的电子不经外电路直接转移给溶液中得电子的微粒,降低发电效率;维持电解质溶液中的电荷平衡;构成闭合回路.二、化学电源锂电池干电池叠层电池纽扣电池(各类电池)1.干电池(普通锌锰电池)电极反应方程式:负极:正极:Zn–2e-=Zn2+2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O反应总的方程式2MnO2+2NH4++Zn=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+碱性锌锰干电池以氢氧化

9、钾代替氯化铵做电解质,结构如图1—3—8所示,其电极反应为:锌锰碱性电池:锌锰碱性电池是一种新型的干电池。负极材料由锌片改为锌粉,正极材料为MnO2,还原产物为Mn2O3,电解质是KOH溶液,其放电曲线如图所示:该电池有何优点?优点:工作电动势稳定,电池的容量和放电时间增加了几倍锂电池2、铅蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4=PbSO4+2H2O负极材料:正极材料:电解质:PbPbO2H2SO4不溶于水的白色沉淀电池反应方程式:放电是原电池原理;充电是电解原理铅蓄电池:放电是原电池原理;充电是电解原理放电时,为原电池负极:Pb-2e-+SO42-PbSO4正极:

10、PbO2+SO42-+4

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