原電池公開課課件

1、 原電池原電池 化學(xué)電源化學(xué)電源 20142014屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)1原電池2化學(xué)電源4金屬的電化學(xué)腐蝕與防護電化學(xué)基礎(chǔ)3電解池氧化還原反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，自發(fā)進行電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，外界能量推動知識結(jié)構(gòu)知識結(jié)構(gòu)必修必修 2P40化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理 P13 P13【回歸課本回歸課本1】D【熱身訓(xùn)練熱身訓(xùn)練】(4)形成形成 。由氧化劑和導(dǎo)體構(gòu)成由氧化劑和導(dǎo)體構(gòu)成 極系統(tǒng)。極系統(tǒng)。(1)能自發(fā)地發(fā)生能自發(fā)地發(fā)生 。負負正正閉合回路閉合回路氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)一、原電池一、原電池1.概念概念：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 的裝置。的裝置。電能電能2.原電池的構(gòu)成條件原電

2、池的構(gòu)成條件(2)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液(構(gòu)成電路或參加反應(yīng)構(gòu)成電路或參加反應(yīng))。(3)由還原劑和導(dǎo)體構(gòu)成由還原劑和導(dǎo)體構(gòu)成 極系統(tǒng)，極系統(tǒng)，【知識掃描一【知識掃描一】3 3工作原理工作原理：( (以鋅以鋅銅原電池為例銅原電池為例) )鹽橋作用鹽橋作用?(-)Zn-2e-=Zn 2+(+)Cu 2+ +2e-=Cu形成閉合回路；形成閉合回路；平衡電荷平衡電荷稀硫酸稀硫酸CFeA食鹽水食鹽水FeCACuZn硫酸銅溶液硫酸銅溶液判斷下列原電池的電極并寫出電極反應(yīng)式判斷下列原電池的電極并寫出電極反應(yīng)式判斷下列原電池正負極判斷下列原電池正負極（1）（2）（3）（4）【小試身手【小試身手1】負負極極負負極

3、極負負極極負負極極鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛,如如FeCl3可用作催化可用作催化劑劑 印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等 (1)寫出寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式程式_ 2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ 【小試身手小試身手2】 設(shè)計原電池設(shè)計原電池(2)若將若將(1)中中2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+反應(yīng)設(shè)計成原反應(yīng)設(shè)計成原電池電池,請畫出原電池的裝置圖請畫出原電池的裝置圖,標(biāo)出正標(biāo)出正 負極負極,并寫并寫出電極反應(yīng)式出電極反應(yīng)式 正極反應(yīng)正極反應(yīng)_,負極反應(yīng)負極反應(yīng)_ 2Fe3+2e-=2Fe2

4、+Cu-2e-=Cu2+普通干電池普通干電池充電干充電干電池電池筆記本電筆記本電腦腦 專用電池專用電池 手機電池手機電池二、常見的化學(xué)電源二、常見的化學(xué)電源1 1一次電池一次電池( (以堿性鋅錳電池為例以堿性鋅錳電池為例) )總反應(yīng)為：總反應(yīng)為：ZnZn2MnO2MnO2 22H2H2 2O=2MnOOHO=2MnOOHZn(OH)Zn(OH)2 2負極：負極：正極：正極：Zn2OH2e=Zn(OH)22MnO22H2O2e=2MnOOH2OH【知識掃描二【知識掃描二】Pb PbO2 PbO22e4HSO =PbSO42H2O Pb2eSO =PbSO4 2424已知電池反應(yīng)寫電極方程式的方法

5、：已知電池反應(yīng)寫電極方程式的方法：1、標(biāo)電子轉(zhuǎn)移，判斷正負極對應(yīng)產(chǎn)物；、標(biāo)電子轉(zhuǎn)移，判斷正負極對應(yīng)產(chǎn)物；2、抄寫還原劑、抄寫還原劑-氧化產(chǎn)物，失去電子數(shù)氧化產(chǎn)物，失去電子數(shù)方法一：方法一：直接書寫較難時，可選擇書寫容直接書寫較難時，可選擇書寫容易易3、守恒配平；、守恒配平；一極一極，另一極用相減法得到；另一極用相減法得到；方法二：方法二：注意注意電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如規(guī)則（如“拆拆”、“平平”）；）；注意電解液環(huán)境注意電解液環(huán)境 二次電池鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的二次電池鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反

6、應(yīng)為：總反應(yīng)為：FeNi2O33H2O= Fe(OH)22Ni(OH)2。下列有關(guān)該電池的說法正確的是。下列有關(guān)該電池的說法正確的是 () A電池的電解液為堿性溶液，負極為電池的電解液為堿性溶液，負極為Ni2O3、 B電池放電時，負極反應(yīng)為電池放電時，負極反應(yīng)為 Fe2OH2e =Fe(OH)2 C電池放電過程中，正極附近溶液的電池放電過程中，正極附近溶液的pH降低降低 D電池充電時，陽極反應(yīng)為電池充電時，陽極反應(yīng)為: 2Ni(OH)22OH+2e = Ni2O33H2OB【小試身手【小試身手3】介質(zhì)介質(zhì)電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性負極負極正極正極中性中性負極負極

7、正極正極堿性堿性負極負極正極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-要充分考慮電極反應(yīng)后產(chǎn)物所處的介質(zhì)要充分考慮電極反應(yīng)后產(chǎn)物所處的介質(zhì)- - 電解質(zhì)環(huán)境，電解質(zhì)環(huán)境， 應(yīng)將電解質(zhì)溶液中參與電極反應(yīng)的粒子寫進電極反應(yīng)式應(yīng)將電解質(zhì)溶液中參與電極反應(yīng)的粒子寫進電極反應(yīng)式 。要點突破要點突破介質(zhì)介質(zhì)電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 負負極極正正極極負負極極 正正極極2H2 - 4e- = 4H+

8、 O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫（固體固體燃料電池燃料電池）要點突破要點突破練習(xí)練習(xí)1: 據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電月才充一次電.試寫出該電池放電時的電極反應(yīng)和總反試寫出該電池放電時的電極反應(yīng)和總反應(yīng)式應(yīng)式.試寫乙醇作燃料，

9、試寫乙醇作燃料， KOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池的作電解質(zhì)溶液的燃料電池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)電極反應(yīng)和總反應(yīng) 燃燒反應(yīng)式燃燒反應(yīng)式2CH3OH3O22CO24H2O電池總反應(yīng)電池總反應(yīng)2CH3OH3O2OH2CO326H2O負極負極: 2CH3OH12e 16OH 2CO3212H2O正極正極: 3O26H2O12e12OH電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫（燃料電池燃料電池）要點突破要點突破特別提醒特別提醒(1)書寫電極反應(yīng)式時，注意介質(zhì)書寫電極反應(yīng)式時，注意介質(zhì)是否參加反應(yīng)。堿性介質(zhì)的電極反應(yīng)中不能出現(xiàn)是否參加反應(yīng)。堿性介質(zhì)的電極反應(yīng)中不能出現(xiàn)H，酸性介質(zhì)的電極反應(yīng)中不能出現(xiàn)，酸性介質(zhì)的電極反應(yīng)

10、中不能出現(xiàn)OH。(2)燃料電池的正極燃料電池的正極(O2作氧化劑作氧化劑)反應(yīng)式一般為：反應(yīng)式一般為：酸性條件：酸性條件：O24e4H=2H2O堿性或中性條件：堿性或中性條件：O24e2H2O=4OH高溫?zé)o水固體電解質(zhì)：高溫?zé)o水固體電解質(zhì)：O24e=2O2【2010江蘇卷江蘇卷】右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是理示意圖。下列說法正確的是 A該系統(tǒng)中只存在該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化種形式的能量轉(zhuǎn)化 B裝置裝置Y負極的電極反應(yīng)式：負極的電極反應(yīng)式： C裝置裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生 D裝置裝置X

11、、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實現(xiàn)化學(xué)能與電能完全轉(zhuǎn)化并能實現(xiàn)化學(xué)能與電能完全轉(zhuǎn)化22O +2H O+4e4OHc【小試身手小試身手4】(2010全國卷全國卷)如圖是一種染料敏化太陽能如圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個電極由有機光敏燃料電池的示意圖。電池的一個電極由有機光敏燃料(S)涂覆在納米晶體表面制成，另一電極由導(dǎo)電玻涂覆在納米晶體表面制成，另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應(yīng)為璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應(yīng)為：【觸摸高考觸摸高考1】下列關(guān)于該電池敘述錯誤的是下列關(guān)于該電池敘述錯誤的是( () )。A A電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)

12、化為電能電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能B B電池工作時，電池工作時，I I離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電放電C C電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極D D電池的電解質(zhì)溶液中電池的電解質(zhì)溶液中I I和和I I3 3- -的濃度不會減少的濃度不會減少B. Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為： 2Li+FeS+2e-Li2S+Fe 有關(guān)該電池的下列有關(guān)該電池的下列中，正確的是中，正確的是( )A.Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中在電池中作為負極材料，該材料中

13、 Li的化合價為的化合價為+1價價B.該電池的反應(yīng)式為：該電池的反應(yīng)式為：2Li+FeSLi2S+FeC.負極的電極反應(yīng)式為負極的電極反應(yīng)式為:Al-3e-=Al3+來來D.充電時，陰極發(fā)生的充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式為：為：2Li s+Fe-22eLiFeS（2010浙江）浙江）【觸摸高考觸摸高考2】B【2012四川四川11】一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負極上的反應(yīng)為：酒精檢測儀，負極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH4e+H2O = CH3COOH + 4H。下列有關(guān)說法正確的是。下列有關(guān)說法正確的是A檢測時，電解質(zhì)溶液中的檢測時，電解質(zhì)溶

14、液中的H+向負極移動向負極移動B正極上發(fā)生的反應(yīng)為：正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2 + 4e + 2H2O = 4OHC電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CH3CH2OH + O2 = 2CH3COOH + 2H2OD若有若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗 4.48L 氧氣氧氣【觸摸高考觸摸高考3】C2011年年4月月19日至日至28日，以日，以“創(chuàng)新創(chuàng)新未來未來”為主題為主題的第十四屆上海國際車展在浦東新國際博覽中心的第十四屆上海國際車展在浦東新國際博覽中心舉行。車展期間，新一代電動汽車因其舉行。車展期間，新一代電動汽車因其“技術(shù)含技術(shù)含量高量

15、高”“”“節(jié)能環(huán)保節(jié)能環(huán)保”而倍受關(guān)注。液態(tài)鋰離子電而倍受關(guān)注。液態(tài)鋰離子電池是一種被采用的車載電池，該電池的電極反應(yīng)池是一種被采用的車載電池，該電池的電極反應(yīng)如下：如下：6CxLixe = LixC6; LiNiO2xe= Li 1x NiO2xLi。則有關(guān)該電池的下列說法中。則有關(guān)該電池的下列說法中正確的是正確的是()A放電時，電子從正極流向電源的負極放電時，電子從正極流向電源的負極B放電時，放電時，Li向負極移動向負極移動C該電池的總反應(yīng)為該電池的總反應(yīng)為LiNiO26C Li 1x NiO2 LixC6D充電時，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為充電時，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為Li 1x NiO2 xL

16、ixe = LiNiO2 C高考真題高考真題 【2012全國高考全國高考卷卷26題】題】（4）高鐵酸鉀（）高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和）是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。高容量電池材料。與與MnO2-Zn電池類似，電池類似，K2FeO4-Zn也可以組成也可以組成堿性電池，堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為為 ，該電池總反應(yīng)的離子方程式，該電池總反應(yīng)的離子方程式為為 。FeO42 + 3e + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH2FeO42 + 8H2O +3Zn = 2Fe(OH)3 +

17、3Zn(OH)2 + 4OH注：注：Fe(OH)3 、Zn(OH)2寫成氧化物等其他形式且正確寫成氧化物等其他形式且正確也給分。也給分。答案：答案：已知反應(yīng)已知反應(yīng)AsO43+2I+2H+ AsO3+I2+H2O是可逆反應(yīng)設(shè)計如圖裝置，進行下述操作：是可逆反應(yīng)設(shè)計如圖裝置，進行下述操作：()向向(B)燒杯中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)燒杯中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)微安培表指針偏轉(zhuǎn)；微安培表指針偏轉(zhuǎn)；()若改往若改往(B)燒杯燒杯中滴加中滴加40NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)微安培表溶液，發(fā)現(xiàn)微安培表指針向前述相反方向偏轉(zhuǎn)試回答：指針向前述相反方向偏轉(zhuǎn)試回答：(1)兩次操作過程中指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)兩次操作過程中指針為

18、什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)?答：答： 。(2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么會相反兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么會相反?試用平衡移試用平衡移動原理解釋此現(xiàn)象動原理解釋此現(xiàn)象答：答：_。(3)()操作過程中操作過程中C1棒上發(fā)生的反應(yīng)為棒上發(fā)生的反應(yīng)為 。(4)()操作過程中操作過程中C2棒上發(fā)生的反應(yīng)為棒上發(fā)生的反應(yīng)為 。 兩次操作都能形成原電池，指針偏轉(zhuǎn)是由于電子流過電流表兩次操作都能形成原電池，指針偏轉(zhuǎn)是由于電子流過電流表 B中加鹽酸，中加鹽酸，AsO43發(fā)生得電子反應(yīng)為正極；而當(dāng)加入發(fā)生得電子反應(yīng)為正極；而當(dāng)加入NaOH后，后，AsO33發(fā)生失電子反應(yīng)，為負極；發(fā)生失電子反應(yīng)，為負極； 2I2e =I2 AsO332e+2OH = AsO43+H2O (5)原電池原理的綜合應(yīng)用原電池原理的綜合應(yīng)用原電池原理應(yīng)用：原電