【高中化学】原电池 课件 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.pptx

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1、探“电”奇旅 原电池电池的发展史伏打电堆原电池模型“干”电池伽伐尼青蛙实验铅蓄电池锂电池原电池：把化学能转化为电能的装置稀硫酸稀硫酸 CuZnA自发的氧化还原自发的氧化还原反应反应（本质）（本质）两个活泼性不同的导电电极两个活泼性不同的导电电极闭合回路闭合回路电解质电解质溶液或溶液或熔融熔融电解质电解质构构成成条条件件原电池工作原理负极负极氧化反应氧化反应失失e-正极正极还原还原反应反应得得e-H+SO42-外电路外电路内电路内电路e-e-e-电子流向：负极电子流向：负极 沿沿导线导线 正极正极电流方向：正极电流方向：正极 沿沿导线导线 负极负极这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产

2、生这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流。电流。阴离子阴离子 负极负极阳离子阳离子 正极正极2H+2e-=H2Zn-2e-=Zn2+Zn Cu Zn2+H2SO4溶液溶液H2思考：如何判断原电池正负极？判断依据判断依据正极正极负极负极电极材料电极材料较不活泼金属或非金属导体较不活泼金属或非金属导体较活泼金属较活泼金属电子流向电子流向电子流入电子流入电子流出电子流出电流流向电流流向电流流出电流流出电流流入电流流入电极反应电极反应还原反应还原反应氧化反应氧化反应电极现象电极现象电极增重或产生气体电极增重或产生气体电极减轻电极减轻离子移向离子移向阳离子流向正极阳离子流向正极阴离子流向

3、负极阴离子流向负极思考思考1 1：锌极上有气泡产生说明什么问题？锌极上有气泡产生说明什么问题？思考思考2 2：H+在锌片上得电子会导致什么后果？在锌片上得电子会导致什么后果？部分部分H+直接在锌片表面得电子生成直接在锌片表面得电子生成H2锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学能转化成电能效率降低，电池寿命短。能转化成电能效率降低，电池寿命短。温度电流17.3 0.126A25 0.026A思考思考1：锌极上有气泡产生说明什么问题？锌极上有气泡产生说明什么问题？思考思考2：H+在锌片上得电子会导致什么后果？在锌片上得电子会导致什么后果？思考思考3：如何避免如

4、何避免H H+在锌片上得电子，提高原电池在锌片上得电子，提高原电池能量转化效率能量转化效率?部分部分H+直接在锌片表面得电子生成直接在锌片表面得电子生成H2锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学能转化成电能效率降低，电池寿命短。能转化成电能效率降低，电池寿命短。锌片不能伸入锌片不能伸入H2SO4溶液中溶液中H2SO4溶液溶液ZnZnCuCuA AZnZnA AZnSO4溶液溶液 H2SO4溶液溶液盐桥：盐桥：浸泡有浸泡有饱和饱和KClKCl溶液溶液的琼脂的琼脂特点：特点：1.盐桥中的盐桥中的K+、Cl-可以自由移动可以自由移动2.琼脂起固定作用琼脂起固定作

5、用，防止，防止KCl溶液直接流出来。溶液直接流出来。3.离子只出不进离子只出不进。CuCu单液温度电流17.3 0.126A25 0.026A双液温度电流17.3 0.007A现象：能量转化率高，电流弱，但是比较稳定2 2、阳离子交换膜：、阳离子交换膜：只允许阳离子通过只允许阳离子通过3 3、质子交换膜：、质子交换膜：只允许只允许H H+通过通过1 1、阴离子交换膜：、阴离子交换膜：只允许阴离子通过只允许阴离子通过改进改进?增大电流呢？增大电流呢？缩短盐桥的长缩短盐桥的长度，增大盐桥度，增大盐桥的横截面积的横截面积能否用一张薄薄能否用一张薄薄的隔膜代替盐桥的隔膜代替盐桥呢呢？思考：思考：根据电

6、阻计算公式根据电阻计算公式R=L/SR=L/S，结合装置变化分析，结合装置变化分析双液原电池电流弱的原因？双液原电池电流弱的原因？1.离子运动的距离长离子运动的距离长2.离子运动的通道窄离子运动的通道窄3.离子容量小离子容量小膜电池：能量转化率高，电流强，使用时间长 普通锌锰干普通锌锰干电池电池 一次电池干电池 牛皮纸石墨棒石墨棒MnO2糊糊NH4Cl糊糊锌筒锌筒锌筒MnO2糊石墨棒NH4Cl糊思考：思考：一节更比六节强，一节更比六节强，为什么？为什么？碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池 总反应：总反应：2MnO22H2OZnZn(OH)22MnO(OH)练习练习：书写正、负极电极反应式：书写正、负

7、极电极反应式？普通锌锰干电池普通锌锰干电池石墨棒石墨棒MnO2糊糊NH4Cl糊糊锌筒锌筒（2022全国甲卷）一种水性电解液全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜离子选择双隔膜电池如图所示（电池如图所示（KOH溶液中溶液中,Zn2+以以Zn(OH)42-存在）。存在）。总总反应式为反应式为Zn+4H+4OH-+MnO2Zn(OH)42-+Mn2+2H2O思考思考1：原电池装置中的原电池装置中的池离池离子移动方向？子移动方向？思考思考2：书写正、负极电极反应式书写正、负极电极反应式练习1铅酸蓄电池：铅酸蓄电池：最早最早使用的充电电池使用的充电电池。优点：用途广、性能优良，造价低，可多

8、次充放电优点：用途广、性能优良，造价低，可多次充放电 二次电池(充电电池)缺点：缺点：比能量低，环境污染严重比能量低，环境污染严重比亚迪汽车公司设计的比亚迪汽车公司设计的磷酸铁锂磷酸铁锂电电池：充电一小时，续航池：充电一小时，续航500500公里公里。20192019年诺贝尔化学奖获得者年诺贝尔化学奖获得者比能量：参与电极反应的单位质量的电极比能量：参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的多少。理论上说，材料放出电能的多少。理论上说，单位质量的单位质量的电极材料转移的电子数目越多，比能量越大。电极材料转移的电子数目越多，比能量越大。金属金属M可以是铁、镁、铝、钠、锂等。计可以是铁、镁、铝、钠

9、、锂等。计算算1g金属所转移的电子，比较其比能量的大小。金属所转移的电子，比较其比能量的大小。Li Al Mg Na Fe Zn Pb 燃料电池氢氧燃料电池碱性氢氧碱性氢氧碱性氢氧碱性氢氧燃料电池燃料电池燃料电池燃料电池负负极：极：极：极：2H2H2 2-4e-4e-+4OH+4OH-=4H=4H2 2O O正极：正极：正极：正极：O O2 2+4e+4e-+2H+2H2 2O=O=4OH4OH-酸性氢氧酸性氢氧酸性氢氧酸性氢氧燃料电池燃料电池燃料电池燃料电池负极：负极：负极：负极：2H2H2 2-4e-4e-=4H=4H+正极：正极：正极：正极：O O2 2+4e-+4e-+4H4H+=2H

10、2H2 2O O 总反应：总反应：2H2O2=2H2O练习3固态氧化钇+氧化锆有科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入有科技工作者制造了一种甲烷燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入甲烷，电解质是掺杂了甲烷，电解质是掺杂了Y2O3的的ZrO2晶体，它在高温下能传导晶体，它在高温下能传导O2。以下判断错。以下判断错误的是误的是()A电池正极发生的反应：电池正极发生的反应：O24e=2O2B电池负极发生的反应：电池负极发生的反应：CH44O28e=CO22H2OC固体电解质里的固体电解质里的O2的移动方向：由正极流向负极的移动方向：由正极流向负极D向外电路释放电子的

11、电极：正极向外电路释放电子的电极：正极(即电子由正极流向负极即电子由正极流向负极)D电池的发展史伏打电堆原电池模型“干”电池伽伐尼青蛙实验铅蓄电池锂电池燃料电池海洋电池浓差电池微生物电池铝离子电池（安徽高考题）高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为（安徽高考题）高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为Zn+Br2=ZnBr2。下列说法错误的是。下列说法错误的是A电极电极M为正极为正极B负极的电极反应式为负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+D每转移每转移2mole-，理论上有，理论上有1mol Zn2+通通过离子交换膜过离子交换膜C随着放电的进行，随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小溶液的浓度减小C