高二化学原电池课件 鲁教.ppt
化学能转化为电能化学能转化为电能 -原电池原理及形成条件原电池原理及形成条件2021/8/11 星期三1 学习目标学习目标 1、理解原电池原理理解原电池原理 2、掌握组成原电池的条件掌握组成原电池的条件2021/8/11 星期三2实验现象：实验现象：锌片上有气泡产生锌片上有气泡产生而铜片上没有而铜片上没有2021/8/11 星期三3实验现象：实验现象：电流计指针发生偏转，电流计指针发生偏转，Cu片上有气泡产生片上有气泡产生2021/8/11 星期三4电极电极材料材料现象现象电子电子得失得失电极反应电极反应原电池的原电池的电极电极Zn片片Cu片片总的离子反应方程式总的离子反应方程式失失得得Zn2e-Zn2+2H+2e-H2负极负极正极正极Zn+2H+Zn2+H2有气有气体产体产生生Zn片片溶解溶解2021/8/11 星期三5一、原电池一、原电池1 定义：定义：把化学能化学能转变为电能电能的装置 化学能转化为电能化学能转化为电能 -原电池原理及形成条原电池原理及形成条件件实验现象：实验现象：电流计指针发电流计指针发生偏转，生偏转，Cu片上有气泡片上有气泡产生产生(1)(2)2021/8/11 星期三62、原电池工作原理、原电池工作原理较活泼的金属较活泼的金属失去电子发生氧化反应，失去电子发生氧化反应，电子从较活泼金属（电子从较活泼金属（负极负极）通过外电）通过外电路流向路流向较不活泼的金属（正极）较不活泼的金属（正极）。2021/8/11 星期三7实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等第一组实验第一组实验2021/8/11 星期三8（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中形成条件二：电极需插进电解质溶液中第二组实验第二组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件2021/8/11 星期三9第三组实验第三组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）2021/8/11 星期三10一、原电池的工作原理一、原电池的工作原理较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从电子从较活泼的金属较活泼的金属(负极负极)通过外电路流向通过外电路流向较不活泼的金属较不活泼的金属(正极正极)。电子流向：负极 正极导线导线2021/8/11 星期三11二、组成原电池的条件二、组成原电池的条件有有2、两种、两种活泼性活泼性不同的金属（或一种是非不同的金属（或一种是非金属导体）作电极金属导体）作电极电电3、两电极均插入、两电极均插入电解质溶液中电解质溶液中两两4、两极相连形成、两极相连形成闭合电路闭合电路1、前提是发生氧化还原反应、前提是发生氧化还原反应2021/8/11 星期三12电极反应：电极反应：原电池原电池负极负极（阳极）（阳极）：失电子的氧化反应：失电子的氧化反应正极正极（阴极）（阴极）：得电子的还原反应：得电子的还原反应电解池电解池阳极：失电子的氧化反应阳极：失电子的氧化反应阴极：得电子的还原反应阴极：得电子的还原反应反应有先后，强的先反应反应有先后，强的先反应2021/8/11 星期三13定向移动方向定向移动方向：电子、离子电子、离子原电池原电池“负极出电子，电子回正极负极出电子，电子回正极”必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应电解池电解池必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应盐电池2021/8/11 星期三141.图中所示装置属于原电池的是().是原电池的判断电极并写出电极反应和总反应方程式.C D EE2021/8/11 星期三15 2.把把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，相连时，a为为负极；负极；c、d相连时，电流由相连时，电流由d到到c；a、c相连时，相连时，c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b、d相连时，相连时，b上有大量气上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：()Aa b c d Ba c d b Cc a b.d Db d c a B2021/8/11 星期三163、请将氧化还原反应、请将氧化还原反应 Zn+Cu2+=Cu+Zn2+Zn比比Zn不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨 CuSO4、CuCl2等等设计成一个原电池。设计成一个原电池。负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三18此电池的优点：此电池的优点：能产生持续、稳能产生持续、稳定的电流。定的电流。2021/8/11 星期三19我们通常见到的Cu-Zn原电池，是将锌和锌盐溶液与铜和铜盐溶液分开为两个半电池，即锌半电池和铜半电池；外电路用导线连接，半电池之间用盐桥构通。盐桥所起的作用是：防止两溶液直接接触；避免氧化剂和还原剂直接反应；沟通两个半电池，保持其电荷平衡，使反应能继续进行。盐桥是用KCL饱和溶液和琼指装入U型管制成。盐桥之所以用KCL饱和溶液是因为K+与Cl-具有相同的电子层结构，即具有相近的离子半径，在溶液中的迁移速率也相同。又因为K+的半径稍小于Cl-，这样K+受到的阻力就小于Cl-的质量，则运动速率又将小于Cl，二个因素结合、起来，就使K+和CI-，在溶液中以相等的迁移速率去中和等量的电荷，致使两半电池中的电荷随时是电中性手，以确保电路的畅通。如果电池中的电解质溶液（如银盐）能与KCI起反应，可采用我外层的KNO3MH4NO3I溶液代替KCI，这是因为在这些电解质溶液中两种调子的迁移副率也相等2021/8/11 星期三20原电池中的负极能否说成是阳极,正极能否说成是阴极?答可以.正.负极是物理上对电极的规定.阴.阳极是化学上对电极的称呼.从原电池的外电路分析,金属活动性强的,电子流出的极为负极;金属活动性弱的,电子流入的极为正极.从内电路分析,阳离子移向的极(或阴离子离开的极)为阳极;阴离子移向的极(或阳离子离开的极)为阳极.例如,Cu.Zn与稀硫酸形成的原电池中，电极反应为：正极2H+2e-H2负极Zn-2e-Zn2+正极是氢离子移向的极，所以正极又称阴极。由于负极附近的阳离子增多，溶液中的阴离子就向负极移动力，以保持电荷平衡，所以原电池负极也称为阳极。但习惯上，原电池的电极常称正负极，电解池的电极常叫阴阳极。2021/8/11 星期三21资料资料2 2：氢氧燃料电池：氢氧燃料电池KOH溶液溶液H2O2H2O氢氧燃料电池是氢氧燃料电池是一种新型的化学一种新型的化学电池，其构造如电池，其构造如图示：两个电极图示：两个电极均由多孔性碳制均由多孔性碳制成，通入的气体成，通入的气体由孔隙逸出，并由孔隙逸出，并在电极表面放电。在电极表面放电。2021/8/11 星期三22燃料电池的基本构造层是:用镍.银.铂.钯等金属的粉末压制成可以透过气体的.多孔的.即可导电又对电极反应有催化活性的电极;两个电极间充满着含有能够移动离子的电解质;燃料(如氢气.一氧化碳.甲醇.乙炔.肼等)和氧化剂(氧气.空气等)分别从负极和正极的外侧源源不断地通过电极里的微孔进入电池体系,并分别在电极上受催化而发生氧化反应和还原反应,同时产生电流.可见,氢氧燃料电池中,氢氧只是在负极反应物,而不是负极;氧气是在正极反应的物质.而不是正极2021/8/11 星期三23
