第一節(jié)-原電池-化學電源(上課用)解析PPT課件VIP

1 第一節(jié)原電池 化學電源 高三化學一輪復習 第九章電化學基礎 2 一 原電池 1 定義 把化學能轉化為電能的裝置 2 構成原電池的條件 兩導體做電極 金屬和金屬或金屬和非金屬導體 兩不活潑的導體 石墨或Pt等 形成閉合回路 將兩電極插入電解質溶液 或熔融的電解質 自發(fā)進行的氧化還原反應 3 鹽橋 原電池形成的實質 氧化還原反應分開在兩極進行 還原劑所失去的電子通過導線轉移給氧化劑 本質 負極金屬和正極附近的溶液反應 Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu e e e 總 Zn Cu2 Zn2 Cu 鹽橋的作用 1 形成閉合回路 2 平衡電荷 4 鹽橋的作用是什么 可提供定向移動的陰陽離子 使由它連接的兩溶液保持電中性 鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉移 使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進行 導線的作用是傳遞電子 溝通外電路 而鹽橋的作用則是溝通內電路 雙液原電池的工作原理 有關概念 鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液 瓊膠的作用是防止管中溶液流出 又能使離子可以在其中自由移動 鹽橋的作用 1 形成閉合回路 2 平衡電荷 5 3 雙液原電池的優(yōu)點 能產(chǎn)生持續(xù) 穩(wěn)定的電流 6 A B C D E F 例1 下列哪些裝置能構成原電池 G H I J Fe 食鹽水 7 3 原電池電極的判斷 1 依據(jù)電子的流向 或電流的方向 3 依據(jù)電極發(fā)生的反應 2 依據(jù)組成電極的材料 電子流出的一極是 電子流入的一極是 活動性強的一極是 活動性差的一極是 發(fā)生氧化反應的極是 發(fā)生還原反應的極是 負極 負極 正極 正極 負極 正極 5 依據(jù)反應現(xiàn)象 4 依據(jù)離子移動方向 陰離子移向的一極是 陽離子移向的一極是 負極 正極 電極質量減輕的極是 電極質量增加或有氣體生成的極是 負極 正極 8 例2 用銅片 銀片 Cu NO3 2溶液 AgNO3溶液 導線和鹽橋 裝有瓊脂 KNO3的U型管 構成一個原電池 以下有關該原電池的敘述正確的是 在外電路中 電流由銅電極流向銀電極 正極反應為 Ag e Ag 實驗過程中取出鹽橋 原電池仍繼續(xù)工作 將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同A B C D C 9 例 判斷右邊原電池的正 負極 并寫出電極反應式 FeCl3溶液 負極 Cu 2e Cu2 正極 2Fe3 2e 2Fe2 CuC 4 電極反應式的書寫 1 要注意溶液酸堿性 產(chǎn)物是否與電解質溶液反應 2 通常將總反應式減去較易寫出的電極反應式 從而得到較難寫出的電極反應式 10 3 據(jù)報道 我國擁有完全自主產(chǎn)權的氫氧燃料電池車將在北京奧運會期間為運動員提供服務 某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液 下列有關該電池的敘述不正確的是 A 正極反應式為 O2 2H2O 4e 4OH B 工作一段時間后 電解液中KOH的物質的量不變C 該燃料電池的總反應方程式為 2H2 O2 2H2OD 用該電池電解CuCl2溶液 產(chǎn)生2 24LCl2 標準狀況 時 有0 1mol電子轉移 D 11 5 原電池原理的應用 1 加快氧化還原反應的速率 2 比較金屬活動性強弱 例 有A B C D四種金屬 將A與B用導線聯(lián)結起來浸入稀H2SO4中 B極產(chǎn)生氣泡 將A D分別浸入等濃度鹽酸中 D比A反應劇烈 將Cu浸入B的鹽溶液中 無明顯變化 如果把銅浸入C的鹽溶液中 有金屬C析出 據(jù)此判斷它們的活潑性由強到弱的順序是 B 12 3 金屬腐蝕快慢比較及金屬的保護 金屬腐蝕的快慢程度 電解池的陽極 原電池的負極 化學腐蝕 原電池的正極 電解池的陰極 13 4 設計電池 尋求和制造化學電源 例 利用反應Zn 2FeCl3 2FeCl2 ZnCl2 設計一個單液原電池 一個雙液原電池 使用鹽橋 畫出原電池的示意圖 并寫出電極反應 負極 Zn Zn 2e Zn2 氧化反應 正極 Pt或C 2Fe3 2e 2Fe2 還原反應 14 方法歸納 1 將氧化還原反應拆成氧化反應和還原反應兩個反應 分別做原電池的負極和正極 2 確定電極材料如發(fā)生氧化反應的物質為金屬單質 可用該金屬直接做負極 如為氣體或溶液中的還原性離子可用惰性電極做負極 發(fā)生還原反應的電極材料必須不如負極材料活潑 3 確定電解質溶液 一般選用反應物中的電解質溶液 4 構成閉合回路 理論上能自發(fā)進行的氧化還原反應都可以設計成原電池 15 分類 一次電池又稱不可充電電池 如 干電池 二次電池又稱充電電池 蓄電池 燃料電池 二 化學電源 16 電極 Zn為負極 碳棒為正極 電解質 NH4Cl 負極 Zn Zn 2e Zn2 1 干電池 1 一次電池 正極 MnO2和C 17 2 堿性鋅 錳干電池 負極 正極 Zn MnO2 Zn 2OH 2e Zn OH 2 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2 思考 寫出該電池的正負極反應式 酸性鋅錳干電池優(yōu)點 存在的問題 如何改進 用氫氧化鉀代替氯化銨作電解質 制作簡單 價格便宜 會發(fā)生自放電使電壓下降 縮短存放時間 18 電極 Zn為負極 Ag2O為正極 電解液 KOH溶液 3 銀鋅電池 總反應 Zn Ag2O H2O Zn OH 2 2Ag 19 4 如圖為一種鈕扣微型電池 其電極分別為Ag2O和Zn電解質溶液是KOH溶液 俗稱銀鋅電池 該電池的電極反應式為 Zn Ag2O ZnO 2Ag根據(jù)以上提供的資料 判斷下列說法正確的是A 鋅為負極 Ag2O為正極 B 放電時正極附近溶液的PH值升高 C 放電時負極附近溶液的PH值升高 D 溶液中陰離子向正極方向移動 陽離子向負極方向移動 AB 20 充電 總電池反應 PbO2 Pb 2H2SO42PbSO4 2H2O 鉛蓄電池 2 二次電池 當向外提供0 5mol電子時 消耗硫酸的物質的量為 0 5mol 鉛蓄電池在放電過程中 負極質量減小 正極質量增加 Pb SO42 2e PbSO4 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H SO42 PbSO4 2e Pb SO42 21 5 鉛蓄電池是典型的可充型電池 它的正負極極板是惰性材料 電池總反應式為 Pb PbO2 4H 2SO42 2PbSO4 2H2O請回答下列問題 放電時 正極的電極反應式是 電解液中H2SO4的濃度將 當外電路通過1mol電子時 理論上負極板的質量增加g PbO2 2e 4H SO42 PbSO4 2H2O Pb 2e SO42 PbSO4 減小 48 22 6 高鐵電池是一種新型可充電電池 與普通高能電池相比 該電池長時間保持穩(wěn)定的放電電壓 高鐵電池的總反應為 下列敘述不正確的是 A 放電時負極反應為 Zn 2e 2OH Zn OH 2B 充電時陽極反應為 Fe OH 3 3e 5OH FeO42 4H2OC 放電時每轉移3mol電子 正極有1molK2FeO4被氧化D 放電時正極附近溶液的堿性增強 3Zn OH 2 2Fe OH 3 4KOH3Zn 2K2FeO4 8H2O C 23 氫氧燃料電池 3 燃料電池 2H2 4e 4H O2 4H 4e 2H2O 2H2 4OH 4e 4H2O O2 2H2O 4e 4OH 24 7 下圖為氫氧燃料電池原理示意圖 按照此圖的提示 下列敘述不正確的是A a電極是負極B b電極的電極反應為 4OH 4e 2H2O O2C 氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D 氫氧燃料電池是一種只能將氧化劑和燃料全部儲藏在電池內的發(fā)電裝置 BD 25 練習 氫氣是燃料電池最簡單的燃料 雖然使用方便 卻受到價格和來源的限制 常用的燃料往往是某些碳氫化合物 如 甲烷 汽油等 請寫出將圖中氫氣換成甲烷時所構成的甲烷燃料電池中a極的電極反應式 此時電池內總的反應式 CH4 2H2O 8e CO2 8H CH4 2O2 CO2