高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)：《原電池的原理及應(yīng)用》課件

高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)

主講:尚學(xué)紅

原電池原理及應(yīng)用考綱要求1.掌握原電池的形成條件，理解原電池的工作原理；

2.能夠正確地判斷原電池的兩極，能夠正確地書寫電極反應(yīng)及總反應(yīng);3.了解常見化學(xué)電源的種類及特點，能夠認(rèn)識和書寫幾種新型電池的電極及電極反應(yīng)。４.了解金屬的腐蝕及防護的方法。

原電池以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個電極上進行，從而產(chǎn)生電流，實現(xiàn)化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的裝置。將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置叫做原電池.

知識掃描1、概念:

從理論上說，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池。2、原電池的形成條件（3）

形成閉合回路（兩電極用導(dǎo)線連接，或接觸。）（2）電解質(zhì)溶液

（1）兩導(dǎo)體作電極①活動性不同的金屬（或一種金屬和一種非金屬導(dǎo)體）;②兩不活潑的導(dǎo)體－石墨或Pt等（燃料電池電極）;③金屬和金屬氧化物(鉛蓄電池，銀鋅電池）.知識掃描例2：下列哪幾個裝置能形成原電池？ABCDEFMN√√√√例題解析Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑還原反應(yīng)失去電子溶液中氧化性的微粒得到電子3、工作原理較活潑金屬不活潑金屬或石墨Zn2+H+H+

e-SO42-

溶液中，

從負(fù)極定向移動到正極，

從正極定向移動到負(fù)極，形成閉合回路?！稹稹稹稹餒2○SO42-CuZn負(fù)極正極陽離子陰離子知識掃描CuZn

氧化反應(yīng)CuZn○○○○○○CuZn○○○○○○○○○○CuZn○○○CuZn○○○

例1:（2007全國Ⅱ理綜）在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片，下列敘述正確的是（）正極附近的SO42―離子濃度逐漸增大B.電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片C.正極有O2逸出D.銅片上有H2逸出CuZn稀硫酸E．銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生F．銅片質(zhì)量逐漸減少G．電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片H．氫離子在銅片表面被還原D

H例題解析4、正負(fù)極的判斷方法：（2）根據(jù)電流方向或電子流動的方向判斷（3）根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)判斷活潑性強的金屬作負(fù)極活潑性較弱的金屬或非金屬作正極電子流出的一極為負(fù)極,電子流進的一極為正極電流是由正極流向負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極（4）根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象判斷

質(zhì)量減輕的一極為負(fù)極,質(zhì)量增加或有氣泡冒出的一極為正極（5）根據(jù)離子的定向移動方向判斷

陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極知識掃描（1）根據(jù)兩極材料判斷稀硫酸CFeACuZn硫酸銅溶液食鹽水FeCA負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：Cu2++2e-=Cu總：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：2H++2e-=H2↑總：Fe+2H+=Fe2++H2↑負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：2H2O

+O2+4e-

=4OH-總：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓

知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O負(fù)極：2Al+8OH－—6e-=2AlO2－

+4H2O正極：6H2O+6e-=3H2↑

+6OH－

總：2Al+2OH－

+2H2O=2AlO2－

+3H2↑

稀硫酸負(fù)極：Mg—2e-=Mg2+正極：2H++2e-

=H2↑總：Mg+2H+=Mg2++H2

↑判斷兩極時還要考慮電極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)情況,更易與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的一極作負(fù)極5、電極反應(yīng)式的書寫知識掃描僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池：

負(fù)極：M-xe-=Mx+

正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬規(guī)律小結(jié)高考資源網(wǎng)介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負(fù)極正極中性負(fù)極

正極堿性負(fù)極正極2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-要充分考慮電極反應(yīng)后產(chǎn)物所處的介質(zhì)----電解質(zhì)環(huán)境，應(yīng)將電解質(zhì)溶液中參與電極反應(yīng)的粒子寫進電極反應(yīng)式。知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（燃料電池）介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

負(fù)極正極負(fù)極

正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（固體燃料電池）例:

據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電.試寫出該電池放電時的電極反應(yīng)和總反應(yīng)式.試寫乙醇作燃料，KOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)．5、電極反應(yīng)式的書寫（燃料電池）知識掃描

燃燒反應(yīng)式

2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O電池總反應(yīng)

2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O負(fù)極:2CH3OH－12e－＋

16OH

－＝2CO32－＋12H2O正極:3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－1.(2006重慶理綜)鉛蓄電池是典型的可充型電池，正負(fù)極板是惰性材料，電池總反應(yīng)式：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4＋2H2O請回答下列問題：放電時：正極的電極反應(yīng)式是

電解液中H2SO4的濃度將變

；當(dāng)外電路通過1mol電子時，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加

g。

放電充電PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O；

（負(fù)極：Pb-2e－+SO42-=PbSO4

）變小48知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（蓄電池）原電池電極反應(yīng)的書寫技巧1、僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池：

負(fù)極：M-xe=Mx+

正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬2、電極材料本身均不參與反應(yīng)的電池（燃料電池）①兩電極材料均為惰性電極．②可燃性氣體在負(fù)極失電子,助燃性氣體在正極得電子．③電極反應(yīng)考慮電解質(zhì)溶液．3、兩個電極均參與反應(yīng)的原電池（如蓄電池)①電極材料：金屬為負(fù)極，金屬化合物為正極②電子得失均由兩電極本身發(fā)生．③電極反應(yīng)需考慮電解質(zhì)溶液的參與．

．方法點撥注意原子守恒、得失電子守恒和電荷守恒的運用6、原電池原理的應(yīng)用（1）比較金屬活動性強弱兩種金屬分別做原電池的兩極時，一般做負(fù)極的金屬比做正極的金屬活潑性強（3）用于金屬的保護及金屬腐蝕快慢比較電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護措施的腐蝕（2）加快氧化還原反應(yīng)的速率一個自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率大。知識掃描1.在甲試管中盛有C(H+)為0.01mol/L的鹽酸，乙、丙兩支試管中分別盛有C(H+)0.01mol/L的醋酸，分別在甲、乙、丙試管中加入等質(zhì)量的同樣的鋅并在丙試管中滴入幾滴CuSO4溶液，充分反應(yīng)，試比較反應(yīng)所需時間的關(guān)系為：——————————甲>乙>丙隨堂練習(xí)2.下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是

A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④

D隨堂練習(xí)⑴化學(xué)腐蝕與電化腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件金屬跟腐蝕性氣體或液體直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍金屬的腐蝕

金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程，即為金屬的腐蝕。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。

知識掃描7.金屬的腐蝕及其防護⑵析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強（pH＜4.3）水膜酸性很弱或中性

電極反應(yīng)

負(fù)極

正極總反應(yīng)式O2+2H2O+4e-=4OH–2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe-2e—=Fe2+

知識掃描（3）金屬防護的幾種重要方法①改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。②在金屬表面覆蓋保護層。③電化學(xué)保護法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。

在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法＞犧牲陽極的陰極保護法＞有一般防腐條件的腐蝕＞無防腐條件的腐蝕小結(jié)1、（1）若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：,正極：；

若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：。（2）如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：中性或堿性

吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑例題解析

1.在含有H2S氣體的空氣中，銀器表面易變黑（生成了Ag2S），為了除去銀器表面Ag2S，可采用如下方法：在一個鋁制的容器中放入食鹽溶液，將銀器浸入食鹽溶液，使銀器與鋁接觸良好．過一段時間，銀器表面變?yōu)殂y白色，并聞到臭雞蛋的氣味，觀察到有少量白色絮狀沉淀生成，請用電極反應(yīng)式和離子方程式表示上述過程．鞏固練習(xí)Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S?2.下列裝置暴露空氣中一段時間,鐵的腐蝕由快到慢順序

.FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水)B(海水)C(海水)D(海水)FeSnF(天然水)E(海水)DEFACB鞏固練習(xí)原電池應(yīng)用——化學(xué)電源負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+

正極（石墨）：

2NH4+

+2e-+2MnO2=2NH3+H2O+Mn2O3

總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+H2O+Mn2O3

1、鋅-錳干電池(酸性）常用電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式書寫2、鉛蓄電池負(fù)極Pb：Pb+SO42--2e-=PbSO4正極PbO2：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電鈕扣電池：不銹鋼制成一個由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO，3、銀-鋅電池負(fù)極：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

正極：Ag2O+H2O

+2e-=2Ag+2OH-總反應(yīng)：Ag2