一輪復(fù)習(xí)原電池解讀課件

1、高三一輪復(fù)習(xí) 電化學(xué)1電化學(xué)考點(diǎn)及思維過(guò)程什么池，什么極，什么反應(yīng)，什么現(xiàn)象，離子及電子流向，相關(guān)計(jì)算。請(qǐng)敘述外電路電子的流向及內(nèi)電路離子的流向A ZnCuSO42H+H+負(fù)極正極H2SO4做學(xué)案思考：電子和溶液中陰離子是怎樣移動(dòng)的？正極負(fù)極溶液中陰離子還原反應(yīng)氧化反應(yīng)導(dǎo)線中電子正電荷流向示意圖見(jiàn)板書(shū)思考：電流和溶液中陽(yáng)離子是怎樣移動(dòng)的？正極負(fù)極溶液中陽(yáng)離子還原反應(yīng)氧化反應(yīng)導(dǎo)線中電流正電荷流向示意圖（2）電極材料均浸入電解質(zhì)溶液中（3）形成閉合電路（4）分開(kāi)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 1 構(gòu)成原電池的條件：（1）活動(dòng)性不同的兩種金屬作電池的正負(fù)極（不活潑金屬可換作C棒或金屬氧化物）注意：燃料電池中兩極

2、可同選石墨或鉑一 原電池（2）鹽橋的作用：可使由它連接的兩溶液保持電中性，溝通兩個(gè)半電池的內(nèi)電路。1 鹽橋?qū)Ь€的作用是傳遞電子，溝通外電路。請(qǐng)思考，鹽橋的作用？（1）鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。鹽橋保障了電子通過(guò)外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過(guò)程得以繼續(xù)進(jìn)行。 二、由兩個(gè)半電池組成的原電池負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu2 電極反應(yīng)及電子流向請(qǐng)寫(xiě)出電極反應(yīng)及總反應(yīng) 半反應(yīng)：負(fù)氧正還外電路電子流向：內(nèi)電路離子流向： 由負(fù)極到正極 陰離子流向負(fù)極陽(yáng)離子流向正極鹽橋：Cl-流向硫酸鋅溶液K

3、+流向硫酸銅溶液 2書(shū)寫(xiě)電極方程式步驟(1)哪種微粒得失電子(2)標(biāo)化合價(jià)(3)還生成什么物質(zhì)（價(jià)態(tài)，酸堿性，圖）(4)配平（補(bǔ)全反應(yīng) ） 概念：利用原電池原理制造的供電裝置寫(xiě)導(dǎo)學(xué)案上化學(xué)電源普通鋅錳電池堿性電池 干電池（一次電池）紐扣電池負(fù)極：Zn+2OH-2e- Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-總反應(yīng)： Zn+2MnO2+2H2O= 2MnO(OH)+Zn(OH)21 堿性鋅錳電池缺點(diǎn)：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價(jià)格較貴優(yōu)點(diǎn)：比能量和儲(chǔ)存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小電解質(zhì)是KOH: 負(fù)極：Zn，正極：Mn

4、O2， 銀鋅電池紐扣電池該電池使用壽命較長(zhǎng)，廣泛用于電子表和電子計(jì)算機(jī)。其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液。其電極反應(yīng)式為： 銀鋅電池負(fù)極反應(yīng)：Zn +2OH- -2e- =Zn(OH)2正極反應(yīng)Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH-總反應(yīng)：Zn + Ag2O +H2O= Zn(OH)2 + 2Ag2 鉛蓄電池負(fù)極：Pb(s)+SO42-(aq) 2e- =PbSO4(s) 正極：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+ 2e- =PbSO4(s)+2H2O(l) 總反應(yīng)：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)

5、放電過(guò)程鉛蓄電池是二次電池，能放電也能充電，充電是放電的逆過(guò)程充電過(guò)程：寫(xiě)導(dǎo)學(xué)案上陽(yáng)極：PbSO4 (s)-2e-+2H2O (l) PbO2(s) +SO42-(aq) +4H+(aq)陰極： PbSO4 (s)+2e- Pb(s)+SO42-(aq)總反應(yīng)： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)放電Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)充電燃料電池小型高性能燃料電池 （微型氫氧燃料電池）燃料電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進(jìn)行反應(yīng)時(shí)釋放出來(lái)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類(lèi)原電池。3 氫氧

6、燃料電池 總反應(yīng)方程式 ： 2H2O22H2O 不能寫(xiě)條件 兩個(gè)電極均為惰性電極（石墨/鉑）燃料和氧化劑連續(xù)不斷地由外部供給，在電極上不斷地反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。H2O2燃料電池(堿性環(huán)境)電極材料為活性鉑電極、活性石墨電極 或多孔鎳板電解質(zhì)溶液:20%40%的KOH溶液 負(fù)極：2H2+ 4OH 4e- = 4H2O 正極：O2+ 2H2O + 4e- = 4OH電池反應(yīng): 2H2+ O2= 2H2O特點(diǎn)：(1) 該電池的標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)為1.229V(2) 不產(chǎn)生污染物質(zhì)(3) KOH的物質(zhì)的量沒(méi)有損失燃料電池-氫氧燃料電池（堿性）電解質(zhì)溶液:磷酸負(fù)極：2H2

7、 4e- = 4H+ 正極：4H+ + O2+ 4e- = 2H2O電池反應(yīng)：2H2+ O2 = 2H2O 氫氧燃料電池由于電解質(zhì)溶液不同，因此電極反應(yīng)有區(qū)別，但是總電池反應(yīng)相同，反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同。實(shí)際應(yīng)用中常用堿做電解質(zhì)溶液。質(zhì)子交換膜燃料電池燃料電池-氫氧燃料電池（酸性）4 氫氧燃料電池總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O 酸性（磷酸）負(fù)極正極中性負(fù)極 正極堿性（KOH）負(fù)極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2

8、O + 4e- = 4OH-不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。三、金屬的電化學(xué)腐蝕1 化學(xué)腐蝕2 電化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體（如O2,Cl2,SO2）或非電解質(zhì)液體(石油)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。（更普遍且危害大）金屬腐蝕本質(zhì): 金屬與周?chē)镔|(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng) 鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢? 在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水膜中溶解有來(lái)自大氣中的CO2、SO2、H2S等氣體 使水膜中含有一定量的H + H2O + CO2 H2CO3 H +

9、 + HCO3 - H2O H + +OH- 這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池。（1）鋼鐵腐蝕的原因鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖負(fù)極（Fe）： Fe2e = Fe2+正極（C）：水膜酸性較強(qiáng) 2H+2e = H2 水膜酸性很弱或呈中性 2H2O+O2+4e = 4OH電解質(zhì)溶液鋼鐵 其中鐵作負(fù)極,碳作正極析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng)進(jìn)一步反應(yīng)聯(lián)系5 鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較水膜呈酸性水膜酸性很弱或呈中性2H +2e = H2+_2Fe-4e =2Fe2+_ Fe-2e =Fe2+_O2+2H2

10、O+4e = 4OH_2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2Fe+ 2H = +Fe + H22+4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以吸氧腐蝕為主。Fe2O3 nH2O5 甲烷燃料電池兩極為多孔鎳板, 電解質(zhì)溶液為KOH，生成的CO2還要與KOH反應(yīng)生成K2CO3，所以總反應(yīng)為：CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。 負(fù)極：CH4 + 10 OH- - 8e- = CO32- + 7H2O 正極：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH -掌握了甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式，就掌握了其它氣態(tài)烴燃料電池的電極反應(yīng)式CH4 + 2

11、OH- + 2O2 = CO32-+ 3H2O。 （1）堿性電解質(zhì)正極：總反應(yīng):6 甲醇燃料電池負(fù)極： CH3OH+8OH- - 6e- =CO32-+6H2O2CH3OH+3O2+4OH- =2CO32-+6H2OO2+2H2O+4e- = 4OH甲醇、水與空氣相互反應(yīng)而產(chǎn)生電能。裝置工作時(shí)只排出水蒸汽和碳氧化合物，因此比起傳統(tǒng)的電池它常被視為一種綠色能源。只需要更換甲醇匣就可以在數(shù)秒之內(nèi)重新補(bǔ)充能源。6 甲醇燃料電池負(fù)極：2CH3OH - 12e-+2H2O = 12H+ 2CO2正極：3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O 總反應(yīng): 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 +

12、4H2O（2） 酸性電解質(zhì)7 鋁-空氣燃料電池負(fù)極：4Al12e = 4Al3+；正極：3O2+6H2O+12e = 12OH總反應(yīng)式為：4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH)3我國(guó)首創(chuàng)以鋁空氣海水電池作為能源的新型海水標(biāo)志燈，以海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷被氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的白光。（1）電解質(zhì)溶液：海水，中性 負(fù)極材料：鋁 正極材料：石墨、鉑網(wǎng)等 （1）電解質(zhì)溶液：NaOH 負(fù)極材料：鋁 正極材料：石墨、鉑網(wǎng)等 負(fù)極：4Al12e+ 16OH- = 4AlO2- + 8H2O；正極：3O2+6H2O+12e = 12OH總反應(yīng)：4Al+3O2+