高三復(fù)習(xí)原電池化學(xué)電源班用PPT課件

1、利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)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(yīng)。 參考答案 負(fù)極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）FeCl3溶液(+)(-) G Zn Pt Zn (+)(-)鹽橋C ZnCl2溶液FeCl3溶液 G 第1頁/共36頁 燃料電池 熔融鹽電池 二、化學(xué)電源常規(guī)電池 一次電池 二次電池新型電池第2頁/共36頁1 1、酸性鋅錳干電池、酸性鋅錳干電池干電池用鋅制桶形外殼作干電池用鋅制桶形外殼作負(fù)極，位于中央的頂蓋有負(fù)極，位于中央的頂蓋有銅帽的石

2、墨作正極，在石銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充墨周圍填充NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉作電解質(zhì)溶液，和淀粉作電解質(zhì)溶液，還還填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正極放出的的黑色粉末吸收正極放出的H H2 2，防止產(chǎn)生極化，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極總的反應(yīng)式為：現(xiàn)象。電極總的反應(yīng)式為：2NH2NH4 4Cl+Zn+2MnOCl+Zn+2MnO2 2=ZnCl=ZnCl2 22NH3+MnMn2 2O O3 3+H+H2 2O O請寫出各電極的電極反應(yīng)。請寫出各電極的電極反應(yīng)。(一) 一次電池第3頁/共36頁練：寫出鋅錳干電池的電極反應(yīng)和總化學(xué)反應(yīng)方程式。負(fù)極正極總反應(yīng)通常

3、我們可以通過干電池的外觀上的哪些變化判斷它已經(jīng)不能正常供電了？_我們在使用干電池的過程中并沒有發(fā)現(xiàn)有氣體產(chǎn)生，請推測可能是干電池中的什么成分起了作用？Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2鋅筒變軟，電池表面變得不平整2MnO2+H2=Mn2O3+H2O第4頁/共36頁負(fù)極（鋅筒）：負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e- + 2OH - =ZnO+H2O正極（石墨）：正極（石墨）：MnO2+ 2e - +2H2O=Mn(OH )2+2 OH 2 2、堿性鋅錳干電池、堿性鋅錳干電池金屬棒堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)： 電流穩(wěn)定，放電容量、時(shí)間增大幾倍，不會氣漲或漏

4、液。普通鋅錳干電池普通鋅錳干電池缺點(diǎn)：放電量小，放電過程中易氣漲或漏液總反應(yīng)：Zn+ MnO2+H2O = Zn O+ Mn(OH)2第5頁/共36頁3 3、鋰電池、鋰電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2) )：8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S負(fù)極： ；正極： 。用途：質(zhì)輕、高能( (比能量高) )、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。8Li-8e8Li-8e- -=8Li=8Li+ +3SOCl3SOCl2 2+8e+8e- -=6Cl=6Cl- -+SO+

5、SO3 32-2-+2S+2S第6頁/共36頁鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由內(nèi)靠正極一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃材料，電解質(zhì)溶液為濃KOHKOH溶液，溶液，已知電池內(nèi)已知電池內(nèi)ZnZn的氧化產(chǎn)物為的氧化產(chǎn)物為ZnOZnO，4、銀、銀-鋅電池鋅電池負(fù)極：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正極：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH-

6、 總反應(yīng)： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag第7頁/共36頁1、鉛蓄電池、鉛蓄電池電極材料及原料電極材料及原料電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液正極：正極：PbO2 負(fù)極：負(fù)極：PbH2SO4溶液溶液負(fù)極（負(fù)極（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O 正極（正極（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O總反應(yīng)：放電-原電池反應(yīng)( (二二) )二次電池二次電池( (可充電可充電) )第8頁/共36頁2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充電充電-電解

7、池反應(yīng)電解池反應(yīng)PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 還原反應(yīng)陰極：陽極：PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) 氧化反應(yīng)接電源負(fù)極接電源正極充電過程總反應(yīng)：充電過程總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)鉛蓄電池的充放電過程：鉛蓄電池的充放電過程：放電充電第9頁/共36頁練習(xí)練習(xí) 鉛蓄電池：鉛蓄電池：汽車上用的鉛蓄電池是一組充滿海綿狀汽車上用的鉛蓄電池是一組充滿海綿狀灰鉛的鉛板和另一組結(jié)構(gòu)相似的充滿二氧化鉛的鉛板組灰鉛的鉛板和另一組結(jié)構(gòu)相似

8、的充滿二氧化鉛的鉛板組成。兩個(gè)電極用硫酸溶液作為電解質(zhì)溶液，工作時(shí)，兩成。兩個(gè)電極用硫酸溶液作為電解質(zhì)溶液，工作時(shí)，兩極發(fā)生的反應(yīng)為極發(fā)生的反應(yīng)為 Pb-2e+Pb-2e+SOSO4 42-2- =PbSO =PbSO4 4 PbO PbO2 2+2e+2e- -+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-= PbSO= PbSO4 4+2H+2H2 2O O 思考思考（1 1）對鉛蓄電池的下列說法正確的是：對鉛蓄電池的下列說法正確的是：A.A.充滿充滿灰鉛的鉛板為電源正極灰鉛的鉛板為電源正極B.B.充滿充滿灰鉛的鉛板為電源負(fù)極灰鉛的鉛板為電源負(fù)極 SOSO4 42-2-只向只向PbOPbO2

9、2移動。移動。 C.C.充滿充滿灰鉛的鉛板發(fā)生氧化反應(yīng)灰鉛的鉛板發(fā)生氧化反應(yīng)D.充滿充滿灰鉛的鉛板發(fā)生還原反應(yīng)灰鉛的鉛板發(fā)生還原反應(yīng)C第10頁/共36頁（2）在）在鉛蓄電池工作時(shí)溶液的鉛蓄電池工作時(shí)溶液的pHpH值將值將 A.A.不變不變 B.B.升高升高 C.C.降低降低 D.D.無法確定無法確定（3）在蓄電池生產(chǎn)和使用是，下列提法正確的是）在蓄電池生產(chǎn)和使用是，下列提法正確的是 A.生產(chǎn)和使用蓄電池時(shí)，不會造成環(huán)境污染。生產(chǎn)和使用蓄電池時(shí)，不會造成環(huán)境污染。 B.生產(chǎn)和使用蓄電池時(shí)，可能造成鉛中毒和環(huán)境污染生產(chǎn)和使用蓄電池時(shí)，可能造成鉛中毒和環(huán)境污染 C.使用鉛蓄電池時(shí)，若鉛板上有使用鉛蓄

10、電池時(shí)，若鉛板上有1mol鉛反應(yīng)就消耗鉛反應(yīng)就消耗2mol 硫酸硫酸 D.在鉛蓄電池使用時(shí)，電解質(zhì)溶液密度會增大在鉛蓄電池使用時(shí)，電解質(zhì)溶液密度會增大（4）今若用此蓄電池電解飽和食鹽水制）今若用此蓄電池電解飽和食鹽水制Cl2 ，制得，制得Cl2 0.05mol，這時(shí)電池內(nèi)消耗的硫酸的物質(zhì)的量至少是：，這時(shí)電池內(nèi)消耗的硫酸的物質(zhì)的量至少是： A）0.025mol B）0.050mol C）0.10mol D）0.20molBB CC第11頁/共36頁 6. 6.愛迪生蓄電池的電池反應(yīng)：愛迪生蓄電池的電池反應(yīng)： Fe+NiOFe+NiO2 2 +2H +2H2 2O Fe(OH)O Fe(OH)2

11、 2+ Ni(OH)+ Ni(OH)2 ,2 ,有關(guān)有關(guān)說法錯(cuò)誤的是：說法錯(cuò)誤的是：A.A.放電時(shí)放電時(shí)FeFe做負(fù)極，做負(fù)極，NiONiO2 2作正極作正極B.B.充電時(shí)陰極上的電極反應(yīng)是：充電時(shí)陰極上的電極反應(yīng)是： Fe(OH)Fe(OH)2 2+2+2e e- - = Fe+2 = Fe+2OHOH- - C.C.放電時(shí)電解質(zhì)溶液的陰離子向正極移動放電時(shí)電解質(zhì)溶液的陰離子向正極移動D.D.蓄電池的電極必須浸入堿性溶液中。蓄電池的電極必須浸入堿性溶液中。C放電放電充電充電第12頁/共36頁2 2、銀鋅蓄電池、銀鋅蓄電池 正極殼填充正極殼填充AgAg2 2O O和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合和石墨

12、，負(fù)極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液金，電解質(zhì)溶液KOHKOH。反應(yīng)式為：。反應(yīng)式為：2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 寫出電極反應(yīng)式。寫出電極反應(yīng)式。充電充電放電放電第13頁/共36頁銀-鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放電充電此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（ ）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-第14頁/共36頁3 3、

13、鎳鎘電池、鎳鎘電池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放電電充電充電負(fù)極材料：負(fù)極材料：CdCd；正極材料：正極材料：涂有涂有NiONiO2 2，電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOHKOH溶液。溶液。反應(yīng)式如下：反應(yīng)式如下：寫出電極反應(yīng)式。寫出電極反應(yīng)式。 特點(diǎn)：比鉛蓄電池耐用，可密封反復(fù)使用。 第15頁/共36頁鎳鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池的負(fù)極材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電A. Cd （ A ）B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2電極反應(yīng)：負(fù)極：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正極

14、：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-第16頁/共36頁電解液 H2O2e-2e-氫氣氧氣H+ OH-A 負(fù)極 正極O2H2H2O（三）燃料電池：第17頁/共36頁規(guī)律方法規(guī)律方法解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)第18頁/共36頁規(guī)律方法規(guī)律方法解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)第19頁/共36頁規(guī)律方法規(guī)律方法解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)第20頁/共36頁規(guī)律方法規(guī)律方法解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)第21頁/共36頁1 1、氫氧燃料電池、氫氧燃料電池介質(zhì)介質(zhì)電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性負(fù)極負(fù)極正極正極中性中性負(fù)極負(fù)極 正極正極堿性堿性負(fù)極負(fù)極正極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H

15、+ + 4e-= 4H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-第22頁/共36頁它是以兩根金屬鉑片插入它是以兩根金屬鉑片插入KOH溶液溶液中作電極，又在兩中作電極，又在兩極上分別通入甲烷極上分別通入甲烷和氧氣。電極反應(yīng)為：和氧氣。電極反應(yīng)為：負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：2O2+ 4H2O +8e-= 8OH -CH4+ 10OH -8e-= CO32- + 7H2OCH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O2、甲烷燃料電池分析溶液的p

16、H變化。電解質(zhì)為KOH溶液若用C2H6、CH3OH呢？第23頁/共36頁課堂練習(xí)1、宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH，反應(yīng)保持在高溫下，使H2O蒸發(fā)，正確敘述正確的是： （ ）AH2為正極，O2為負(fù)極B電極反應(yīng)（正極）：O2+2H2O+4e- =4OH-C電極反應(yīng)（負(fù)極）：2H2+4OH- =4H2O- 4e-D負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng) BD第24頁/共36頁2、氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是（

17、）A、電池放電時(shí)，負(fù)極周圍溶液的pH不斷增大B、電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C、電池充電時(shí)，氫元素被還原D、電池放電時(shí)，H2是負(fù)極放電充電CD課堂練習(xí)第25頁/共36頁3、有人設(shè)計(jì)出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是 ( ) 每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole- 負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式： CH4 + 10 OH- 8e- = CO32- + 7 H2O 負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為： O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH- 電池放電后，溶液pH不斷升高 A. B. C. D.A

18、課堂練習(xí)第26頁/共36頁4、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物做電解質(zhì)，CO為陽極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?50下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式：2CO+2CO32- 4CO2+4e-陰極反應(yīng)式： 總電池反應(yīng)： 2CO2+O2+4e-2CO32-2CO+O2=2CO2課堂練習(xí)第27頁/共36頁化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件金屬跟非金屬金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有微弱電流有微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化金屬被氧化較活

19、潑金屬較活潑金屬被氧化被氧化聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍（1）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕三、金屬的腐蝕及防腐蝕1、金屬的腐蝕：金屬或合金的表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞。說明：本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。第28頁/共36頁（2 2）析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以FeFe為例）析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件電極反應(yīng)負(fù)極正極總反應(yīng)式水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性較強(qiáng)（pH4.3)水膜酸性很弱水膜酸性很弱或中性或中性Fe-2e- =Fe2+2H+2e- =H2O2+2H2O+4e- =4OH-Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2F

20、e(OH)2第29頁/共36頁練習(xí)：請你根據(jù)原電池原理，寫出鋼鐵吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。2Fe - 4e- 2Fe2+O2 + 2H2O + 4e- 4OH-2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O進(jìn)一步反應(yīng)：進(jìn)一步反應(yīng)：負(fù)極：負(fù)極：正極：正極：電池反應(yīng)：第30頁/共36頁2、金屬的防護(hù)、金屬的防護(hù)3、金屬腐蝕速率大小、金屬腐蝕速率大小 金屬表面覆蓋保護(hù)層金屬表面覆蓋保護(hù)層 a a、非金屬材料：油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、非金屬材料：油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料 橡膠等橡膠等 b b、電鍍：白口鐵、馬口鐵、電鍍：白口鐵、馬口鐵 c c、鈍化：致密的氧化物薄膜、鈍化：致密的氧化物薄膜改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)：改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)：加入鎳和鉻加入鎳和鉻-不銹鋼不銹鋼電化學(xué)保護(hù)法：電化學(xué)保護(hù)法：a a、利用原電池原理、利用原電池原理犧牲陽極