原电池的工作原理.ppt
,第一节 原电池的工作原理,专题1 化学反应与能量变化,第二单元 化学能与电能的转化,一、原电池,1、概念：,把化学能转化为电能的装置。,知识回顾,(1)有自发的氧化还原反应,（2）活泼性不同的两个电极,（3）两个电极插入电解质溶液中,（4）形成闭合回路（用导线连接或电极直接接触）,原电池的形成条件,2.,3、原电池的工作原理,Zn2+,电池总反应：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,SO42-,Cu2+,电子e-,e-,e-,e-,e-,Zn2+,Zn2+,Zn2+,电流,正极（铜电极）,负极（锌电极）,氧化反应,还原反应,缺陷：不能产生持续稳定的电流，化学能转化为电能效率不高,如何解决？,CuSO4,什么溶液？,对应金属的可溶性盐,ZnSO4,盐桥,盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液的琼脂。Cl-和K+在盐桥中可自由移动,K+,Cl-,Zn2+,Zn2+,Zn2+,Zn2+,e-,e-,e-,e-,Cu2+2e-=Cu,Zn-2e-=Zn2+,电解质溶液,失e-，沿导线传递,负极,正极,发生氧化反应,发生还原反应,有电流产生,盐桥,K+,Cl-,二、带盐桥的原电池工作原理：,电解质溶液,优点：,能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率,三、原电池的正负极的判断方法,电子流出的极电子流入的极,负极正极,较活泼的电极材料较不活泼的电极材料,质量增加的电极工作后 质量减少的电极,负极正极,正极负极,工作后，有气泡冒出的电极为正极,发生氧化反应的极发生还原反应的极,负极正极,特殊情况,四、原电池的设计,利用Fe+Cu2+=Fe2+Cu设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应,P14活动与探究,1、前提：是氧化还原反应,2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,负极（氧化反应）：Fe-2e-=Fe2+,正极（还原反应）：Cu22e-=Cu,3、以两极反应为原理，确定材料及电解质溶液,负极材料：Fe,4、画出示意图,Fe+Cu2+=Fe2+Cu,设计原电池的思路,正极材料：Cu或石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属,电解质溶液：CuSO4溶液（铜的可溶性盐）,利用2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计一个原电池，画出示意图，写出电极反应。,试一试1：,设计原电池的思路：,1、前提：是氧化还原反应,2、把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应,负极（氧化反应）：Cu-2e-=Cu2+,正极（还原反应）：2Fe32e-=2Fe2+,3、以两级反应为原理，确定材料及电解质溶液,负极材料：Cu正极材料：石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属电解质溶液：FeCl3溶液,4、画出示意图,2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,(-)：Zn 2e-=Zn2+,(+)：2H+2e-=H2,电池反应：Zn+2H+=Zn2+H2,把右图设计成有盐桥的原电池装置，并写出电极反应式及电池反应方程式,试一试2：,五、原电池原理应用,1加快氧化还原反应的速率例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率加快。2寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源3比较金属活动性强弱例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性ab。4比较金属腐蚀的快慢以及选择金属的防护方法,练习1.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_,ZYXW,练习2：已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列问题：(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因：_。2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？_。若能。请写出电极反应式，负极：_，正极：_(若不能，后两空不填)。(3)设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图(需标明电极材料及电池的正、负极)。,【答案】(1)二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀(2)能Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2(3),练习2：Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器，该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li2SOCl2=4LiClSSO2。请回答下列问题：(1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为：_。(2)电池正极发生的电极反应为：_。(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_，反应的化学方程式为：_。(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。,【答案】(1)锂Lie=Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2(3)出现白雾，有刺激性气味气体生成SOCl2H2O=SO22HCl(4)锂是活泼金属，易与H2O、O2反应，而且SOCl2也可与水反应,
