原电池公开课课件.ppt

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1、 原电池原电池 化学电源化学电源 20142014届高考化学一轮复习届高考化学一轮复习1原电池2化学电源4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础3电解池氧化还原反应化学能转化为电能，自发进行电能转化为化学能，外界能量推动知识结构知识结构必修必修 2P40化学反应原理化学反应原理 P13 P13【回归课本回归课本1】D【热身训练热身训练】(4)形成形成 。由氧化剂和导体构成由氧化剂和导体构成 极系统。极系统。(1)能自发地发生能自发地发生 。负负正正闭合回路闭合回路氧化还原反应氧化还原反应一、原电池一、原电池1.概念概念：把化学能转化为：把化学能转化为 的装置。的装置。电能电能2.原电池的构成条件原电

2、池的构成条件(2)电解质溶液电解质溶液(构成电路或参加反应构成电路或参加反应)。(3)由还原剂和导体构成由还原剂和导体构成 极系统，极系统，【知识扫描一【知识扫描一】3 3工作原理工作原理：( (以锌以锌铜原电池为例铜原电池为例) )盐桥作用盐桥作用?(-)Zn-2e-=Zn 2+(+)Cu 2+ +2e-=Cu形成闭合回路；形成闭合回路；平衡电荷平衡电荷稀硫酸稀硫酸CFeA食盐水食盐水FeCACuZn硫酸铜溶液硫酸铜溶液判断下列原电池的电极并写出电极反应式判断下列原电池的电极并写出电极反应式判断下列原电池正负极判断下列原电池正负极（1）（2）（3）（4）【小试身手【小试身手1】负负极极负负极

3、极负负极极负负极极铁及铁的化合物应用广泛铁及铁的化合物应用广泛,如如FeCl3可用作催化可用作催化剂剂 印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等 (1)写出写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式程式_ 2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ 【小试身手小试身手2】 设计原电池设计原电池(2)若将若将(1)中中2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+反应设计成原反应设计成原电池电池,请画出原电池的装置图请画出原电池的装置图,标出正标出正 负极负极,并写并写出电极反应式出电极反应式 正极反应正极反应_,负极反应负极反应_ 2Fe3+2e-=2Fe2

4、+Cu-2e-=Cu2+普通干电池普通干电池充电干充电干电池电池笔记本电笔记本电脑脑 专用电池专用电池 手机电池手机电池二、常见的化学电源二、常见的化学电源1 1一次电池一次电池( (以碱性锌锰电池为例以碱性锌锰电池为例) )总反应为：总反应为：ZnZn2MnO2MnO2 22H2H2 2O=2MnOOHO=2MnOOHZn(OH)Zn(OH)2 2负极：负极：正极：正极：Zn2OH2e=Zn(OH)22MnO22H2O2e=2MnOOH2OH【知识扫描二【知识扫描二】Pb PbO2 PbO22e4HSO =PbSO42H2O Pb2eSO =PbSO4 2424已知电池反应写电极方程式的方法

5、：已知电池反应写电极方程式的方法：1、标电子转移，判断正负极对应产物；、标电子转移，判断正负极对应产物；2、抄写还原剂、抄写还原剂-氧化产物，失去电子数氧化产物，失去电子数方法一：方法一：直接书写较难时，可选择书写容直接书写较难时，可选择书写容易易3、守恒配平；、守恒配平；一极一极，另一极用相减法得到；另一极用相减法得到；方法二：方法二：注意注意电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如规则（如“拆拆”、“平平”）；）；注意电解液环境注意电解液环境 二次电池铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的二次电池铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反

6、应为：总反应为：FeNi2O33H2O= Fe(OH)22Ni(OH)2。下列有关该电池的说法正确的是。下列有关该电池的说法正确的是 () A电池的电解液为碱性溶液，负极为电池的电解液为碱性溶液，负极为Ni2O3、 B电池放电时，负极反应为电池放电时，负极反应为 Fe2OH2e =Fe(OH)2 C电池放电过程中，正极附近溶液的电池放电过程中，正极附近溶液的pH降低降低 D电池充电时，阳极反应为电池充电时，阳极反应为: 2Ni(OH)22OH+2e = Ni2O33H2OB【小试身手【小试身手3】介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极

7、正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-要充分考虑电极反应后产物所处的介质要充分考虑电极反应后产物所处的介质- - 电解质环境，电解质环境， 应将电解质溶液中参与电极反应的粒子写进电极反应式应将电解质溶液中参与电极反应的粒子写进电极反应式 。要点突破要点突破介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H2O 负负极极正正极极负负极极 正正极极2H2 - 4e- = 4H+

8、 O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 电极反应式的书写电极反应式的书写（固体固体燃料电池燃料电池）要点突破要点突破练习练习1: 据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电月才充一次电.试写出该电池放电时的电极反应和总反试写出该电池放电时的电极反应和总反应式应式.试写乙醇作燃料，

9、试写乙醇作燃料， KOH作电解质溶液的燃料电池的作电解质溶液的燃料电池的电极反应和总反应电极反应和总反应 燃烧反应式燃烧反应式2CH3OH3O22CO24H2O电池总反应电池总反应2CH3OH3O2OH2CO326H2O负极负极: 2CH3OH12e 16OH 2CO3212H2O正极正极: 3O26H2O12e12OH电极反应式的书写电极反应式的书写（燃料电池燃料电池）要点突破要点突破特别提醒特别提醒(1)书写电极反应式时，注意介质书写电极反应式时，注意介质是否参加反应。碱性介质的电极反应中不能出现是否参加反应。碱性介质的电极反应中不能出现H，酸性介质的电极反应中不能出现，酸性介质的电极反应

10、中不能出现OH。(2)燃料电池的正极燃料电池的正极(O2作氧化剂作氧化剂)反应式一般为：反应式一般为：酸性条件：酸性条件：O24e4H=2H2O碱性或中性条件：碱性或中性条件：O24e2H2O=4OH高温无水固体电解质：高温无水固体电解质：O24e=2O2【2010江苏卷江苏卷】右图是一种航天器能量储存系统原右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是理示意图。下列说法正确的是 A该系统中只存在该系统中只存在3种形式的能量转化种形式的能量转化 B装置装置Y负极的电极反应式：负极的电极反应式： C装置装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D装置装置X

11、、Y形成的子系统能实现物质的零排放，形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能完全转化并能实现化学能与电能完全转化22O +2H O+4e4OHc【小试身手小试身手4】(2010全国卷全国卷)如图是一种染料敏化太阳能如图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏燃料电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏燃料(S)涂覆在纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻涂覆在纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为璃镀铂构成，电池中发生的反应为：【触摸高考触摸高考1】下列关于该电池叙述错误的是下列关于该电池叙述错误的是( () )。A A电池工作时，是将太阳能转

12、化为电能电池工作时，是将太阳能转化为电能B B电池工作时，电池工作时，I I离子在镀铂导电玻璃电极上离子在镀铂导电玻璃电极上放电放电C C电池中镀铂导电玻璃为正极电池中镀铂导电玻璃为正极D D电池的电解质溶液中电池的电解质溶液中I I和和I I3 3- -的浓度不会减少的浓度不会减少B. Li-Al/FeS电池是一种正在开发的电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li+FeS+2e-Li2S+Fe 有关该电池的下列有关该电池的下列中，正确的是中，正确的是( )A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中在电池中作为负极材料，该材料中

13、 Li的化合价为的化合价为+1价价B.该电池的反应式为：该电池的反应式为：2Li+FeSLi2S+FeC.负极的电极反应式为负极的电极反应式为:Al-3e-=Al3+来来D.充电时，阴极发生的充电时，阴极发生的电极反应式电极反应式为：为：2Li s+Fe-22eLiFeS（2010浙江）浙江）【触摸高考触摸高考2】B【2012四川四川11】一种基于酸性燃料电池原理设计的一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH4e+H2O = CH3COOH + 4H。下列有关说法正确的是。下列有关说法正确的是A检测时，电解质溶液中的检测时，电解质溶

14、液中的H+向负极移动向负极移动B正极上发生的反应为：正极上发生的反应为：O2 + 4e + 2H2O = 4OHC电池反应的化学方程式为：电池反应的化学方程式为：2CH3CH2OH + O2 = 2CH3COOH + 2H2OD若有若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗电子转移，则在标准状况下消耗 4.48L 氧气氧气【触摸高考触摸高考3】C2011年年4月月19日至日至28日，以日，以“创新创新未来未来”为主题为主题的第十四届上海国际车展在浦东新国际博览中心的第十四届上海国际车展在浦东新国际博览中心举行。车展期间，新一代电动汽车因其举行。车展期间，新一代电动汽车因其“技术含技术含量高量

15、高”“”“节能环保节能环保”而倍受关注。液态锂离子电而倍受关注。液态锂离子电池是一种被采用的车载电池，该电池的电极反应池是一种被采用的车载电池，该电池的电极反应如下：如下：6CxLixe = LixC6; LiNiO2xe= Li 1x NiO2xLi。则有关该电池的下列说法中。则有关该电池的下列说法中正确的是正确的是()A放电时，电子从正极流向电源的负极放电时，电子从正极流向电源的负极B放电时，放电时，Li向负极移动向负极移动C该电池的总反应为该电池的总反应为LiNiO26C Li 1x NiO2 LixC6D充电时，阳极发生的电极反应为充电时，阳极发生的电极反应为Li 1x NiO2 xL

16、ixe = LiNiO2 C高考真题高考真题 【2012全国高考全国高考卷卷26题】题】（4）高铁酸钾（）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。高容量电池材料。与与MnO2-Zn电池类似，电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成也可以组成碱性电池，碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式在电池中作为正极材料，其电极反应式为为 ，该电池总反应的离子方程式，该电池总反应的离子方程式为为 。FeO42 + 3e + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH2FeO42 + 8H2O +3Zn = 2Fe(OH)3 +

17、3Zn(OH)2 + 4OH注：注：Fe(OH)3 、Zn(OH)2写成氧化物等其他形式且正确写成氧化物等其他形式且正确也给分。也给分。答案：答案：已知反应已知反应AsO43+2I+2H+ AsO3+I2+H2O是可逆反应设计如图装置，进行下述操作：是可逆反应设计如图装置，进行下述操作：()向向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；微安培表指针偏转；()若改往若改往(B)烧杯烧杯中滴加中滴加40NaOH溶液，发现微安培表溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转试回答：指针向前述相反方向偏转试回答：(1)两次操作过程中指针为什么会发生偏转两次操作过程中指针为

18、什么会发生偏转?答：答： 。(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反?试用平衡移试用平衡移动原理解释此现象动原理解释此现象答：答：_。(3)()操作过程中操作过程中C1棒上发生的反应为棒上发生的反应为 。(4)()操作过程中操作过程中C2棒上发生的反应为棒上发生的反应为 。 两次操作都能形成原电池，指针偏转是由于电子流过电流表两次操作都能形成原电池，指针偏转是由于电子流过电流表 B中加盐酸，中加盐酸，AsO43发生得电子反应为正极；而当加入发生得电子反应为正极；而当加入NaOH后，后，AsO33发生失电子反应，为负极；发生失电子反应，为负极； 2I2e

19、 =I2 AsO332e+2OH = AsO43+H2O (5)原电池原理的综合应用原电池原理的综合应用原电池原理应用：原电池原理应用：【课堂小结课堂小结】2.内电路内电路:一般地，阳离子一般地，阳离子,看看电流电流 阴离子阴离子,看看电子电子 一一.原电池及其工作原理：原电池及其工作原理：e -1.外电路外电路:负极负极正极正极二二 .化学电源化学电源关注关注“绿色能源绿色能源”，开发利用新能源，开发利用新能源 回收有关资料显示：一节电池产生的有害物质能有关资料显示：一节电池产生的有害物质能污染污染60万升水，等于一个人一生的饮水量：万升水，等于一个人一生的饮水量：一节烂在地里的一号电池能吞噬一平方米土一节烂在地里的一号电池能吞噬一平方米土地，并可造成永久性公害！地，并可造成永久性公害！