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1、原电池原理及应用第1页，本讲稿共23页总反总反 应：应：Zn+2H+=Zn2+H22H+2e-=H2正极：正极：Zn-2e-=Zn2+负极：负极：模拟动画模拟动画第2页，本讲稿共23页(1)闭合电路闭合电路（2）自发的氧化还原反应分两处进行）自发的氧化还原反应分两处进行总反应总反应 氧化剂氧化剂+还原剂还原剂=氧化产物氧化产物+还原产物还原产物负负 极极 还原剂还原剂-氧化产物氧化产物 氧化反应氧化反应正正 极极 氧化剂氧化剂+还原产物还原产物 还原反应还原反应有两个相连的电极有两个相连的电极:两电极都接触电解质溶液（酸、碱、盐）两电极都接触电解质溶液（酸、碱、盐）一一、原电池工作原理、原电池
2、工作原理第3页，本讲稿共23页 利用原电池原理利用原电池原理 可可制作各种电池制作各种电池，如干电池、，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池。二、二、原电池的应用原电池的应用高中阶段我们应会解决以下问题：高中阶段我们应会解决以下问题：1、设计简单原电池、设计简单原电池2、理解各种实用电池、理解各种实用电池第4页，本讲稿共23页1 1、设计简单原电池、设计简单原电池例例1 1、请同学们根据反应，请同学们根据反应，Cu Cu2FeCl2FeCl3 3=2FeCl=2FeCl2 2+CuCl+CuCl2 2设计一组原电池设计一组原电池（1 1）画
3、出该原电池的示意图）画出该原电池的示意图（2 2）分析其正、负极材料）分析其正、负极材料（3 3）写出正、负极电极反应式）写出正、负极电极反应式第5页，本讲稿共23页示意图示意图（1 1）正极材料：碳棒（或）正极材料：碳棒（或PtPt）正极反应式：正极反应式：2 Fe 2 Fe3+3+2e 2e-2Fe2Fe2+2+（2 2）负极材料：铜（）负极材料：铜（CuCu）负极反应式：负极反应式：Cu-2e Cu-2e-CuCu2+2+Cu(-)Cu(-)C(+)C(+)FeClFeCl3 3第6页，本讲稿共23页例例2 2、设计设计CuCuAlAlHNOHNO3 3原电池请原电池请确定正负极确定正负
4、极Cu()Cu()（2 2）Al()Al()浓浓HNOHNO3 3Cu()Cu()Al()Al()稀稀HNOHNO3 3（1 1）+-+第7页，本讲稿共23页归纳总结：归纳总结：原电池电极反应物的确定方原电池电极反应物的确定方法法更易与电解质溶液反更易与电解质溶液反应的一极为负极应的一极为负极第8页，本讲稿共23页例例3 3氢氧燃料电池使用氢气为燃料，电池里发生氢氢氧燃料电池使用氢气为燃料，电池里发生氢气和氧气化合生成水的反应，以气和氧气化合生成水的反应，以KOHKOH为电解质溶液，为电解质溶液，请分析该电池请分析该电池总反应方程式：总反应方程式：负极反应式：负极反应式：正极反应式：正极反应式
5、：氢气入口氢气入口氧气入口氧气入口电解液电解液a极极b极极H H2 2O O第9页，本讲稿共23页总反应方程式：总反应方程式：2H2+O2=2H2O负极反应式：负极反应式：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极反应式：正极反应式：O2+4e-+2H2O=4OH-第10页，本讲稿共23页归纳总结：归纳总结：书写电极反应有一个易错书写电极反应有一个易错点点忽略电解质参与反应第11页，本讲稿共23页例例4 4.熔熔融融盐盐燃燃料料电电池池具具有有高高的的发发电电效效率率，因因而而受受到到重重视视，可可用用L Li i2 2C CO O3 3和和N Na a2 2C CO O3 3的的熔熔融融盐盐混混
6、合合物物作作电电解解质质，C CO O为为负负极极燃燃气气，空空气气与与C CO O2 2的的混混合合气气体体为为正正极极助助燃燃气气，制制得得6 65 50 0下下工工作作的的燃燃料料 电电 池池，完完 成成 下下 列列 反反 应应 式式：正正 极极：，负负极极：2 2C CO O2 2C CO O3 32 2-_ _ 4 4e e =4 4C CO O2 2总总反反应应：归纳总结：归纳总结：书写电极反应和总反应书写电极反应和总反应一般方法：一般方法：简称“加减法”第13页，本讲稿共23页2 2、理解各种实用电池、理解各种实用电池例例5.5.（20052005江苏江苏1414）高铁电池是一种
7、新型可充电电池，与普通高）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：应为：3Zn3Zn2K2K2 2FeOFeO4 48H8H2 2O=3Zn(OH)O=3Zn(OH)2 22Fe(OH)2Fe(OH)3 34KOH4KOH下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是()()A.A.放电时负极反应为：放电时负极反应为：Zn-2Zn-2e e 2OH2OH Zn(OH)Zn(OH)2 2B.B.充电时阳极反应为：充电时阳极反应为：Fe(OH)Fe(OH)3 3-3-3e e 5OH5OH
8、 FeO FeO4 42-2-4H4H2 2O OC.C.放电时每转移放电时每转移3 mol3 mol电子，正极有电子，正极有1molK1molK2 2FeOFeO4 4被氧化被氧化D.D.放电时正极附近溶液的碱性增强放电时正极附近溶液的碱性增强第14页，本讲稿共23页分析：本题主要考查原电池反应原理，放电分析：本题主要考查原电池反应原理，放电时负极发生氧化反应：时负极发生氧化反应：ZnZn2 2e e 2OH2OH Zn(OH)Zn(OH)2 2正极发生还原反应：正极发生还原反应：FeOFeO4 42-2-+3+3e e 4H4H2 2O O Fe(OH)Fe(OH)3 35OH5OH 电极
9、附近溶液碱性增强，电极附近溶液碱性增强，D D正确，正确，C C不正确，不正确，在充电时阳极发生反应：在充电时阳极发生反应：Fe(OH)Fe(OH)3 3-3-3e e 5OH5OH FeOFeO4 42-2-4H4H2 2O O B B正确，正确，选选C C第15页，本讲稿共23页B B化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。用。（1 1）目前常用的镍（目前常用的镍（Ni）镉（）镉（Cd）电池，其电池）电池，其电池总反应可以表示为：总反应可以表示为：Cd2NiO(OH)2H2O 2Ni(OH)2 Cd(OH)2已知已知Ni(OH)2和和Cd
10、(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是下说法中正确的是 以上反应是可逆反应以上反应是可逆反应 以上反应不是可逆反应以上反应不是可逆反应 充电时化学能转变为电能充电时化学能转变为电能 放电时化学能转变为电能放电时化学能转变为电能A B C D 第16页，本讲稿共23页（2 2）废弃的镍镉电池已成为重）废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一要的环境污染物，有资料表明一节废镍锡电池可以使一平方米面节废镍锡电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是土壤中这种污染尤为严重。这是因为因为 。Ni(
11、OH)Ni(OH)2 2和和Cd(OH)Cd(OH)2 2能溶于酸性溶液。能溶于酸性溶液。第17页，本讲稿共23页（3 3）另一种常用的电池是锂电池（它是一）另一种常用的电池是锂电池（它是一种碱金属元素，其相对原子质量为种碱金属元素，其相对原子质量为7 7）广泛）广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年。它的负极用金属锂制成；电池总反应可年。它的负极用金属锂制成；电池总反应可表示为：表示为：LiLiMnOMnO2 2LiMnOLiMnO2 2试回答：锂电池中的电解质溶液需用非水溶试回答：锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质
12、的剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因水溶液？请用化学方程式表示其原因 _ _。2Li2Li2H2H2 2O=2LiOHO=2LiOHH H2 2第18页，本讲稿共23页本节课小结本节课小结每位同学总结一下你有什么每位同学总结一下你有什么收获，还存在哪些问题？收获，还存在哪些问题？原原电电池池原理原理形成条件形成条件电极反应物确定电极反应物确定电极反应式书写电极反应式书写设计简单原电池设计简单原电池解决各种实用电池解决各种实用电池与电解池相连与电解池相连第19页，本讲稿共23页练习：练习：1 1、（、（9292）下列叙述中）下列叙述中,可以说明金属甲的活可以说
13、明金属甲的活 动性比金属乙的活动性强的是：动性比金属乙的活动性强的是：A A、在氧化在氧化-还原反应中还原反应中,甲原子失去的甲原子失去的 电子比乙原子失去的电子多。电子比乙原子失去的电子多。B B、同价态的阳离子同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强。甲比乙的氧化性强。C C、甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能。、甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能。D D、将甲、乙作电极组成原电池时、将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极甲是负极 CDCD第20页，本讲稿共23页2 2（9696）实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食）实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下已知铅
14、蓄电池放电时发生如下反应反应:负极负极:Pb+SO:Pb+SO4 42 2=PbSO=PbSO4 4+2e+2e，正极正极 PbO PbO2 2+4+4H H+SO+SO4 42 2+2e+2e=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O O今若制得今若制得ClCl2 20.0500.050摩摩,这时电池内消耗的这时电池内消耗的H H2 2SOSO4 4的物质的量至少是的物质的量至少是:A 0.025A 0.025摩摩 B 0.050 B 0.050摩摩C 0.10C 0.10摩摩 D 0.20 D 0.20摩摩C C第21页，本讲稿共23页3 3（20002000）下列关于实验现象的描述不
15、正确的是）下列关于实验现象的描述不正确的是 ()()A A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜 片表面出现气泡。片表面出现气泡。B B、用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌、用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌 溶液，铁片表面出现一层锌。溶液，铁片表面出现一层锌。C C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出 现一层铁。现一层铁。D D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯 化铜溶液，气泡放出速率加快。化铜溶液，气泡放出速率加快。C C第22页，本讲稿共23页4 4（20022002）在原电池和电解池的电极上所发生的反）在原电池和电解池的电极上所发生的反 应，同属氧化反应或同属还原反应的是（应，同属氧化反应或同属还原反应的是（）A.A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应。原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应。B.B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应。原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应。C.C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应。原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应。D.D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应。原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应。BCBC第23页，本讲稿共23页