化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——原電池

1、整理ppt第三節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池整理ppt一、原電池一、原電池1.概念：概念：把把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔艿难b置叫的裝置叫 原電池原電池2.構(gòu)成原電池的條件構(gòu)成原電池的條件電極電極:活潑性不同的兩種金屬活潑性不同的兩種金屬(或金屬與非金屬或金屬與非金屬)作電極作電極,較活潑的金屬作負(fù)極較活潑的金屬作負(fù)極.電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液形成閉合回路形成閉合回路.(4)(4)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生( (H0H0) )整理ppt3.原電池的工作原理原電池的工作原理(以以Zn|H2SO4 |Cu原理池為例原理池為例) ：原電池反應(yīng)原電池反應(yīng): 2H+ + Zn =

2、H2 + Zn2+2e-負(fù)極負(fù)極正極正極e-e-e-現(xiàn)象現(xiàn)象:鋅片逐漸鋅片逐漸溶解溶解;銅片上有銅片上有大量氣泡產(chǎn)物大量氣泡產(chǎn)物生生2H+2e- =H2Zn-2e=Zn2+氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)Zn(負(fù)負(fù))Cu(正正)外電路外電路稀稀硫酸硫酸SO42-H+內(nèi)電路內(nèi)電路結(jié)論結(jié)論工作原理工作原理:將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軐⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 在負(fù)極發(fā)生在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng),正極發(fā)生正極發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng);在外電路在外電路,電子由負(fù)電子由負(fù)極流向正極極流向正極;在內(nèi)電路在內(nèi)電路,陰離子向負(fù)極移動陰離子向負(fù)極移動,陽離子向正極移動陽離子向正極移動.整理ppt 1.原電池的正負(fù)極判斷方法原電

3、池的正負(fù)極判斷方法. 利用原電池總反應(yīng)判斷利用原電池總反應(yīng)判斷: 負(fù)極負(fù)極:還原劑作負(fù)極或在負(fù)極反應(yīng)還原劑作負(fù)極或在負(fù)極反應(yīng),失電子失電子,發(fā)生氧化反應(yīng)的發(fā)生氧化反應(yīng)的一極一極,電子流出的一極電子流出的一極. 正極正極:氧化劑作正極或在正極反應(yīng)氧化劑作正極或在正極反應(yīng).得電子得電子,發(fā)生還原反應(yīng)的發(fā)生還原反應(yīng)的一極一極,電子流入的一極電子流入的一極. 利用電流方向判斷利用電流方向判斷:電流由正極流向負(fù)極電流由正極流向負(fù)極 根據(jù)離子定向移動判斷根據(jù)離子定向移動判斷:陽離子移向正極陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極陰離子移向負(fù)極. 根據(jù)電極材料判斷根據(jù)電極材料判斷:一般是活潑的金屬作負(fù)極一般是活潑的金

4、屬作負(fù)極,不活潑的金不活潑的金屬或能導(dǎo)電非金屬作正極屬或能導(dǎo)電非金屬作正極. 根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷:能溶解的一極為負(fù)極能溶解的一極為負(fù)極,有氣體析出或金有氣體析出或金屬單質(zhì)析出的一極為正極屬單質(zhì)析出的一極為正極(活潑金屬作負(fù)極活潑金屬作負(fù)極,酸或不活潑的金屬酸或不活潑的金屬鹽溶液作電解質(zhì)溶液鹽溶液作電解質(zhì)溶液)二、常見問題二、常見問題整理ppt2.電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫原電池反應(yīng)原電池反應(yīng)電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：負(fù)極：還原劑負(fù)極：還原劑-ne-=氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物正極：氧化劑正極：氧化劑+ne-=還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物原電池反應(yīng)式原電池反應(yīng)式=正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式+負(fù)極反應(yīng)式負(fù)極

5、反應(yīng)式Mg AlAX X溶液溶液 例例2. 右圖為右圖為Mg與與Al與與X溶液組成的一原電池。溶液組成的一原電池。試按要求回答問題。試按要求回答問題。X為硫酸時，原電池總反應(yīng)式為硫酸時，原電池總反應(yīng)式(離子方程式離子方程式)_負(fù)極為負(fù)極為_,電極反應(yīng)式為電極反應(yīng)式為:_,正極為正極為_,電極反應(yīng)式為電極反應(yīng)式為_Mg+2H+=H2+Mg2+MgMg-2e-=Mg2+2H+2e-=H2Al氧化劑 + 還原劑 = 還原產(chǎn)物 + 氧化產(chǎn)物+-ne-整理ppt 2Al+8OH- -6e- =2Al(OH) 4_ 2Al+2OH-+2H2O=2Al(OH) 4_ +3H26H2O+6e- =3H2+6O

6、H-當(dāng)當(dāng)X為為NaOH時，原電池反應(yīng)的離子方程式：時，原電池反應(yīng)的離子方程式：_為負(fù)極為負(fù)極,電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式:_為正極為正極,電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式:_MgAl當(dāng)當(dāng)X溶液改為濃硝酸溶液改為濃硝酸,Mg改為改為Cu，原電池反應(yīng)的離，原電池反應(yīng)的離子方程式：子方程式：_為負(fù)極為負(fù)極,電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式:_為正極為正極,電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式:_Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2OCuCu-2e-=Cu2+Al4H+2NO3-+2e- =2NO2+2H2O整理ppt3.原電池的設(shè)計原電池的設(shè)計 例例1. 利用反應(yīng)利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)計一個單，設(shè)

7、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，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(yīng)。并寫出電極反應(yīng)。 (+)(-) G Zn Pt FeCl3溶液溶液負(fù)極（負(fù)極（Zn）：）： Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）正極（正極（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）鹽橋鹽橋Zn C ZnCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液 G 能產(chǎn)生持續(xù)、能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置穩(wěn)定電流的原電池裝置整理ppt1鹽橋的作用是什么？鹽橋的作用是什么？提示：提示：鹽橋的作用：避免負(fù)極失去的電子不經(jīng)外電路直鹽橋的作用：避

8、免負(fù)極失去的電子不經(jīng)外電路直接轉(zhuǎn)移給溶液中得電子的微粒，降低發(fā)電效率；維持電接轉(zhuǎn)移給溶液中得電子的微粒，降低發(fā)電效率；維持電解質(zhì)溶液中的電荷平衡；構(gòu)成閉合回路解質(zhì)溶液中的電荷平衡；構(gòu)成閉合回路整理ppt整理ppt二、化學(xué)電源二、化學(xué)電源鋰電池鋰電池干電池干電池疊層電池疊層電池紐扣電池紐扣電池（各類電池）（各類電池）整理ppt整理ppt堿性鋅錳干電池以氫氧化鉀代替氯化銨堿性鋅錳干電池以氫氧化鉀代替氯化銨做電解質(zhì)，結(jié)構(gòu)如圖做電解質(zhì)，結(jié)構(gòu)如圖138所示，所示， 其電極反應(yīng)為：其電極反應(yīng)為：整理ppt鋅錳堿性電池：鋅錳堿性電池：鋅錳堿性電池是一種新型的鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。負(fù)極材料由鋅片改為

9、干電池。負(fù)極材料由鋅片改為鋅粉，正極材料為鋅粉，正極材料為MnO2 ,還還原產(chǎn)物為原產(chǎn)物為Mn2O3 ,電解質(zhì)是電解質(zhì)是KOH溶液，其放電曲線如圖溶液，其放電曲線如圖所示：所示：該電池有何優(yōu)點？該電池有何優(yōu)點？優(yōu)點優(yōu)點: 工作電動勢穩(wěn)定工作電動勢穩(wěn)定,電池的容量和放電時間增加了幾倍電池的容量和放電時間增加了幾倍整理ppt鋰電池鋰電池2、鉛蓄電池、鉛蓄電池Pb + PbO2 + 2H2SO4 = PbSO4 + 2H2O負(fù)極材料：負(fù)極材料：正極材料：正極材料：電解質(zhì)：電解質(zhì)：PbPbO2H2SO4不溶于水的不溶于水的白色沉淀白色沉淀電池反應(yīng)方程式：電池反應(yīng)方程式：整理ppt 放電是放電是原電池原

10、電池原理；原理； 充電是充電是電解電解原理原理整理ppt 鉛蓄電池：放電是鉛蓄電池：放電是原電池原電池原理；原理； 充電是充電是電解電解原理原理 放電時，為原電池放電時，為原電池 負(fù)極負(fù)極：Pb 2e - SO42- PbSO4正極：正極：PbO2 SO42- 4 H+ 2e- PbSO4 2 H2O 電池反應(yīng)電池反應(yīng)： Pb PbO2 2H2SO4 = 2PbSO4 2 H2O 充電時，為電解池充電時，為電解池陽極陽極：PbSO4 2e - 2 H2O PbO2 SO42- 4 H+ 陰極陰極：PbSO4 + 2e - Pb SO42-總式總式： PbSO4 2 H2O = Pb PbO2 H2SO4 整理ppt同時將電極產(chǎn)物不斷排出電池。同時將電極產(chǎn)物不斷排出電池。整理ppt整理ppt整理ppt氫氧燃料電池氫氧燃料電池電池反應(yīng)為：電池反應(yīng)為： 燃料電池優(yōu)點燃料電池優(yōu)點:能量利用效率高、可連續(xù)能量利用效率高、可連續(xù)使用和污染輕等優(yōu)點使用和污染輕等優(yōu)點整理ppt在堿性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)在堿性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)：在酸性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)：在酸性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)：總反應(yīng)：總反應(yīng)：總反應(yīng)：總反應(yīng)：整理ppt氫氧燃料電池氫氧燃料電池電池反應(yīng)為：電池反應(yīng)為： 在堿性條