原電池原理及應(yīng)用課件

第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用一、原電池二、化學(xué)電源1.原電池的原理2.原電池的形成條件3.應(yīng)用練習(xí)Zn+2H+=Zn2++H2↑失去2e-得到2×e-溫故求新電能如果我們設(shè)法使氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子作定向移動，產(chǎn)生電流，那么就能實現(xiàn)化學(xué)能向—————

的轉(zhuǎn)化。智慧的火花Zn片稀硫酸CuZnH+SO42-H+工作原理鋅片:Zn–2e-=Zn2+

銅片:2H++2e-=H2↑(氧化反應(yīng)）(還原反應(yīng)）（正極）（負(fù)極）電子鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，鋅片溶解。銅片上冒氣泡。裝置中電子定向移動，形成電流，實現(xiàn)了化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。

總反應(yīng)方程式：Zn+2H+=Zn2++H2↑實驗探討:原電池的形成條件和原理1.哪種裝置可以形成原電池？2.正負(fù)極各為什么物質(zhì)？兩極上各發(fā)生什么變化？3.電子的流動方向如何？稀H2SO4FeCu(C)(A)(B)(D)CuSO4稀H2SO4ZnCZnCu稀H2SO4ZnCu1.哪種裝置可以形成原電池？2.正負(fù)極各為什么物質(zhì)？兩極上各發(fā)生什么變化？3.電子的流動方向如何？稀H2SO4FeCu(A)鐵片:Fe–2e-=Fe2+

銅片:2H++2e-=H2↑(氧化反應(yīng)）(還原反應(yīng)）（正極）（負(fù)極）鐵片溶解。銅片上冒氣泡。電子由鐵片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片。實驗探討:原電池的形成條件和原理Fe+2H+=Fe2++H2↑1.哪種裝置可以形成原電池？2.正負(fù)極各為什么物質(zhì)？兩極上各發(fā)生什么變化？3.電子的流動方向如何？ZnCu(C)鋅片:Zn–2e-=Zn2+

銅片:Cu2++2e-=Cu(氧化反應(yīng)）(還原反應(yīng)）（正極）（負(fù)極）鋅片溶解。銅片上有銅析出，質(zhì)量增加。電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片。CuSO4實驗探討:原電池的形成條件和原理Zn+Cu2+=Zn2++Cu1.哪種裝置可以形成原電池？2.正負(fù)極各為什么物質(zhì)？兩極上各發(fā)生什么變化？3.電子的流動方向如何？(D)稀H2SO4ZnCu該裝置不能形成閉合回路，不能組成原電池。實驗探討:原電池的形成條件和原理1.原電池的形成條件（1）有兩種活潑性不同的金屬（或金屬與非金屬）做電極；負(fù)極：活潑金屬的一極；發(fā)生氧化反應(yīng)正極：不活潑金屬或非金屬的一極；發(fā)生還原反應(yīng)（2）兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中；電極能與電解質(zhì)溶液中的某種成分發(fā)生氧化還原反應(yīng)（3）形成閉合回路。原電池構(gòu)成條件：3.形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液）1.活潑性不同的兩電極2.電解質(zhì)溶液4、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)小結(jié)原電池電極名稱與電極反應(yīng)：負(fù)極正極（或能導(dǎo)電的非金屬）陽離子得電子還原反應(yīng)較活潑的金屬金屬失電子氧化反應(yīng)較不活潑的金屬e-I練習(xí)1有A、B、C三種金屬，兩兩接觸后跟稀硫酸反應(yīng)。判斷這三種金屬的活動性順序。2.原電池的原理較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑的金屬或非金屬（正極）稀H2SO4(Ⅰ)稀H2SO4(Ⅱ)稀H2SO4(Ⅲ)AABBCC000000000000000C＞B＞A2.原電池的原理較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑的金屬或非金屬（正極）

在原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不在同一處進行，不存在相互阻礙，反應(yīng)速率比沒有形成原電池時要快得多。思考下列方法不能加快鋅粒與稀硫酸反應(yīng)速率的是：A.使用含有雜質(zhì)銅的鋅粒B.加入少量CuSO4C.加熱D.加入少量Na2SO42.原電池的原理較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑的金屬或非金屬（正極）能，形成微型原電池能，形成微型原電池能，升高溫度，反應(yīng)速率加快不能1、左圖所示裝置中，屬于原電池的是（）不能構(gòu)成原電池的說明理由？2、是原電池的標(biāo)出電子流向，確定正負(fù)極。3、是原電池的寫出電極反應(yīng)式，電池總反應(yīng)式。例題1AD練習(xí)1、下列關(guān)于原電池的敘述正確的是A、構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B、原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C、原電池中電子流出的一極是負(fù)極，該極被還原D、原電池放電時，電流的方向是從負(fù)極到正極B2、將A、B、C、D四塊不同金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可組成原電池。若A、B相連形成原電池時，A為負(fù)極；C、D相連形成原電池時，C為負(fù)極，A、C相連形成原電池時，C極上有大量氣泡產(chǎn)生；B、D相連形成原電池時，B極上有大量氣泡產(chǎn)生。則該4種金屬的活動性由大到小的正確順序是A、C>A>B>DB、A>B>C>DC、A>C>D>BD、D>B>A>CC3、某原電池的總反應(yīng)的離子方程式為：2Fe3++Fe==3Fe2+，不能實現(xiàn)該反應(yīng)的原電池組成是A、正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液B、正極為碳，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液C、正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液D、正極為銀，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液CD2、蓄電池（1）鉛蓄電池正極材料上涂有棕褐色的PbO2，負(fù)極材料是海綿狀的金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。氫氧燃料電池Pt電極H2O2氫氧燃料電池模擬KOH航天技術(shù)上使用的一種電池，它具有高能、輕便、不污染環(huán)境等優(yōu)點。用Pt做電極，KOH溶液做電解液，因其反應(yīng)與氫氧燃燒相似，故稱為氫氧燃燒電池。請寫出各電極的電極反應(yīng)。干電池中含有NH4Cl、ZnCl2、MnO2等糊狀物，以石墨為正極材料，其工作原理為：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O（1）寫出干電池放電時負(fù)極反應(yīng)式______________________________（2）正極反應(yīng)前后經(jīng)歷了兩個過程，該過程的反應(yīng)式依次為：_________________________、__________________________。（3）如果沒有MnO2的參與，干電池能否持續(xù)工作？為什么？例題2Zn-2e-=Zn2+2NH4++2e-=2NH3+H2H2+2MnO2=Mn2O3+H2O不能，碳棒周圍聚集氫氣泡，阻礙NH4+得電子（即電池內(nèi)阻增大）1、有一銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電極反應(yīng)為：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-下列敘述正確的是（）A、電流由鋅經(jīng)導(dǎo)線流向Ag2OB、Zn為正極，Ag2O為負(fù)極C、放電時，負(fù)極區(qū)溶液pH減小D、放電時，電解液成分不變CD2、熔融鹽燃料電池具有高的放電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣為正極助燃?xì)?，已制得?500C下工作的燃料電池，試完成有關(guān)的電極反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式為：2CO+2CO32-=4CO2+4e-正極反應(yīng)式為：___________________________電池總反應(yīng)式：___________________________2CO2+O2=2CO32--4e-2CO+O2=2CO2小結(jié)：原電池定義構(gòu)成條件電極名稱、電極反應(yīng)電池總反應(yīng)現(xiàn)象計算電極表面溶液中外電路中外電路（電子流動）內(nèi)電路（離子流動）閉合回路負(fù)極氧化本身失電子溶解或通入的還原劑反應(yīng)正極還原溶液中氧化劑得電子或電極表面覆蓋的氧化劑得電子或通入的氧化劑得電子氧化還原反應(yīng)以得失電子數(shù)相等疊加1、用銅片、銀片和硝酸銀組成的原電池，正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是（）

A．2H++2e-==H2↑ B．Cu-2e-==Cu2+

C．Cu2++2e-==CuD．Ag++e-==Ag

課外練習(xí)D2、原電池表．如果把Cu、Zn與稀H2SO4構(gòu)成的示為CuZn，則下面能表示原電池的是： （）A．CuCu B．CuZnC．ZnC D．ZnCu

B、C3、將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接置于同一稀硫酸溶液中，下列敘述中正確的是（）A．正極附近[SO42-]，逐漸增大 B．負(fù)極附近[SO42-]，逐漸增大C．正極附近[SO42-]，基本不變 D．鋅、銅片同時有氣泡冒出時，表明鋅片不純

B、D4、將x、y、z、w四塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中組成原電池。x、y相連時，x為負(fù)極；z、w相連時，電流由w→z；z、x相連時，z極上產(chǎn)生大量氣泡；w、y相連時，w極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷四種金屬的活動順序是：（）

A．x>z>w>y B．z>x>y>w

C．x>y>z>w D．y>w>z>x

A5、如圖所示的裝置，在盛有水的燒杯中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細(xì)絲，使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液。片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（指懸吊的金屬圈）（）

A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定

B．保持平衡狀態(tài)不變

C．鐵圈向下傾斜

D．銀圈向下傾斜

D6、宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH，反應(yīng)保持在高溫下，使H2O蒸發(fā)，正確敘述正確的是：（）

A．H2為正極，O2為負(fù)極

B．電極反應(yīng)（正極）：O2+2H2O+4e-=4OH-

C．電極反應(yīng)（負(fù)極）：2H2+4OH-=4H2O-4e-

D．負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)

B、D7、汽車上用的鉛蓄電池是以一組充滿海綿狀灰鉛的鉛板和另一組結(jié)構(gòu)相似的充滿二氧化鉛的鉛板組成，用H2SO4作電解液。總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）試寫出放電時的正、負(fù)極反應(yīng)式正極:______________________________________負(fù)極:______________________________________（2）鉛蓄電池工作時，當(dāng)外電路上有2mol電子通過時，負(fù)極消耗的Pb的物質(zhì)的量______；溶液中消耗的H2SO4的物質(zhì)的量_____。（3）鉛蓄電池放電時，溶液的pH_______溶液的密度_____（填增大、減小或不變）PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+

SO42-－2e-=PbSO41mol2mol增大減小8、銀器皿表面日久逐漸變黑色，這是由于生成硫化銀。有人設(shè)計用原電池原理加以除去。其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中、再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時間后，黑色褪去而銀不會損失。試回答：在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為________________，正極發(fā)生的反應(yīng)為_________________；在反應(yīng)過程中產(chǎn)生臭雞蛋味的氣味的氣體原電池的總反應(yīng)為________________