人教版高中化学全程学习方略配套课件 3.1电池探秘 鲁科选修1.ppt

2021/8/9 星期一12021/8/9 星期一22021/8/9 星期一32021/8/9 星期一42021/8/9 星期一52021/8/9 星期一62021/8/9 星期一72021/8/9 星期一82021/8/9 星期一92021/8/9 星期一102021/8/9 星期一112021/8/9 星期一122021/8/9 星期一132021/8/9 星期一14 原电池的构成和工作原理原电池的构成和工作原理【典例【典例1 1】实验室备有如下用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、】实验室备有如下用品：铁片、铜片、锌片、碳棒、FeClFeCl3 3溶液、溶液、CuClCuCl2 2溶液、溶液、ZnClZnCl2 2溶液及导线。溶液及导线。(1)(1)若选用铜片、碳棒、若选用铜片、碳棒、FeClFeCl3 3溶液及导线构成原电池，画出溶液及导线构成原电池，画出其装置图：其装置图：2021/8/9 星期一152021/8/9 星期一16判断该电池的正极材料是判断该电池的正极材料是_，负极材料是，负极材料是_，正极反应式正极反应式_，负极反应式负极反应式_，电池反应式电池反应式_。(2)(2)以下装置属于原电池的是以下装置属于原电池的是_，并在，并在是原电池的装置图上画出电子流动的方向。是原电池的装置图上画出电子流动的方向。2021/8/9 星期一172021/8/9 星期一18 【思路点拨】【思路点拨】掌握原电池的工作原理和构成原电池掌握原电池的工作原理和构成原电池的三个条件是解答本题的关键。的三个条件是解答本题的关键。【自主解答】【自主解答】(1)(1)铜与氯化铁溶液可发生反应铜与氯化铁溶液可发生反应2FeCl2FeCl3 3+Cu=CuClCu=CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2，铜做负极，电极反应式，铜做负极，电极反应式Cu CuCu Cu2+2+2e2e-，碳棒做正极，电极反应式，碳棒做正极，电极反应式2Fe2Fe3+3+2e+2e-2Fe 2Fe2+2+。(2)B(2)B没有构成闭合回路，不是原电池；没有构成闭合回路，不是原电池；C C的两极材料相同的两极材料相同不能形成原电池；不能形成原电池；A A、D D符合原电池的构成条件，是原电池，符合原电池的构成条件，是原电池，且电子分别从且电子分别从ZnZn电极沿导线流向电极沿导线流向CuCu电极和从铁电极沿导线电极和从铁电极沿导线流向碳棒。流向碳棒。2021/8/9 星期一19答案：答案：(1)(1)碳棒碳棒 铜片铜片 2Fe 2Fe3+3+2e+2e-2Fe 2Fe2+2+Cu CuCu Cu2+2+2e+2e-2Fe2Fe3+3+Cu=Cu+Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+2021/8/9 星期一20(2)A(2)A、D D2021/8/9 星期一21【规律方法】【规律方法】确定原电池负极的常用方法确定原电池负极的常用方法(1)(1)根据电极材料：活泼性相对较强的金属为负极根据电极材料：活泼性相对较强的金属为负极(例外：例外：Mg-Al-NaOHMg-Al-NaOH溶液构成的原电池中，溶液构成的原电池中，AlAl为负极等为负极等)。(2)(2)根据电子流向：电子流出的一极。根据电子流向：电子流出的一极。(3)(3)根据电流流向：电流流入的一极。根据电流流向：电流流入的一极。(4)(4)根据离子的移动方向：阴离子移向的一极。根据离子的移动方向：阴离子移向的一极。(5)(5)根据反应类型：发生氧化反应的一极。根据反应类型：发生氧化反应的一极。(6)(6)根据反应现象：电极不断溶解或质量不断减小的一极根据反应现象：电极不断溶解或质量不断减小的一极(例外：燃料电池等例外：燃料电池等)。2021/8/9 星期一23 原电池原理的应用和常见电池原电池原理的应用和常见电池 【典例【典例2 2】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：2021/8/9 星期一26(1)(1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是_，在导线，在导线中电子流动方向为中电子流动方向为_(_(用用a a、b b表示表示)。(2)(2)如果电解质溶液为如果电解质溶液为KOHKOH溶液，则负极反应式为溶液，则负极反应式为_。(3)(3)电极表面镀铂粉的原因是电极表面镀铂粉的原因是_。(4)(4)该电池工作时，该电池工作时，H H2 2和和O O2 2由外部连续供给，电池可连续不由外部连续供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：.2Li+H.2Li+H2 2 2LiH 2LiH.LiH+H.LiH+H2 2O=LiOH+HO=LiOH+H2 2反应反应中的还原剂是中的还原剂是_，反应，反应中的氧化剂是中的氧化剂是_。=2021/8/9 星期一27 【思路点拨】【思路点拨】解答本题需要注意以下两点：解答本题需要注意以下两点：2021/8/9 星期一28【自主解答】【自主解答】(1)(1)原电池的工作原理是将化学能转化成电能。原电池的工作原理是将化学能转化成电能。由于燃料电池的电池反应式就是它燃烧的化学方程式，所由于燃料电池的电池反应式就是它燃烧的化学方程式，所以该燃料电池的电池反应式为：以该燃料电池的电池反应式为：2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，其中氢元，其中氢元素从零价升至素从零价升至+1+1价，失去电子，即电子从价，失去电子，即电子从a a流向流向b b。(2)(2)负极负极为失去电子的一极，即为失去电子的一极，即H H2 2失电子生成失电子生成H H+，当电解质溶液为，当电解质溶液为KOHKOH溶液时，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加溶液时，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上上OHOH-；正极为得电子的一极，；正极为得电子的一极，O O2 2获得电子生成获得电子生成OHOH-。(3)(3)铂铂粉的吸附气体的能力强，可增大电极单位面积吸附的粉的吸附气体的能力强，可增大电极单位面积吸附的H H2 2、O O2 2的分子数，加快电极反应速率。的分子数，加快电极反应速率。(4).Li(4).Li从零价升至从零价升至+1+1价，价，做还原剂。做还原剂。.H.H2 2O O中的氢从中的氢从+1+1价降至价降至H H2 2中的零价，做氧化剂。中的零价，做氧化剂。2021/8/9 星期一29答案：答案：(1)(1)由化学能转化为电能由化学能转化为电能 由由a a到到b b(2)2H(2)2H2 2+4OH+4OH-4H 4H2 2O+4eO+4e-(或或H H2 2+2OH+2OH-2H 2H2 2O+2eO+2e-)(3)(3)增大电极单位面积吸附的增大电极单位面积吸附的H H2 2、O O2 2的分子数，加快电极反的分子数，加快电极反应速率应速率(4)Li H(4)Li H2 2O O2021/8/9 星期一30