原電池原理及其運(yùn)用

1、,,,7,,,,,6,,,,,5,,,,,4,,,,,3,,,,,,,,,,,,,,,,,,PICTURE START,第四節(jié),原電池原理及其應(yīng)用,授課人：高維忠,原電池原理,構(gòu)成原電池條件,原電池應(yīng)用,金屬的腐蝕及其防護(hù),原電池原理及其應(yīng)用知識(shí)體系,一、原電池的反應(yīng)原理,1.氧化還原反應(yīng)的概念,3.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),知識(shí)回顧：,2.氧化還原反應(yīng)的特征,,,,,,,,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：,鋅片上有氣泡產(chǎn)生 而銅片上沒(méi)有,,,,,,,

2、,,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：,電流計(jì)指針發(fā)生轉(zhuǎn)，Cu片上有氣泡產(chǎn)生,,一、原電池,1.原電池的示意圖,帶鹽橋的原電池,鹽橋：在U型管中裝滿用飽和 KCl溶液和瓊脂做成的凍膠,鹽橋的作用： 使Cl-向鋅鹽方向移動(dòng)，K+向銅鹽方向移動(dòng)，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。這樣可以大大提高電池效率。,知識(shí)拓展：,原電池是由兩個(gè)半電池組成的；半電池包括電極材料和電解質(zhì)溶液，兩個(gè)隔離的半

3、電池通過(guò)鹽橋連接起來(lái)。半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng)即電極反應(yīng)。所以半電池又叫電極。,2、原電池概念,產(chǎn)生電能,,釋放出化學(xué)能,,自發(fā)氧化還原反應(yīng),,實(shí)現(xiàn)電子定向移動(dòng),通過(guò)特殊裝置,有電子轉(zhuǎn)移,,,,特殊裝置,,化學(xué)能,電能,3、構(gòu)成條件：,a.兩個(gè)電極（如活動(dòng)性不同的兩個(gè)金屬電極或金屬電極和惰性電極等）。,b.電解質(zhì)aq。（構(gòu)成內(nèi)電路的通路）,c.閉合回路（構(gòu)成內(nèi)電路和外電路）,d.自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)（焓減少熵增加）,4.工作原理,原

4、電池,,正極,,氧化性,,化合價(jià)降低,,氧化劑,,得電子,還原反應(yīng),,電子流入極,,負(fù)極,,還原性,,化合價(jià)升高,,還原劑,,失電子,氧化反應(yīng),,電子流出極,,,動(dòng)腦動(dòng)手,有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、導(dǎo)線、水果 （西紅柿、蘋(píng)果等）、電流計(jì)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)裝置使電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并畫(huà)出設(shè)計(jì)草圖。,Zn,請(qǐng)將氧化還原反應(yīng)：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+,Fe,比Fe不活潑的金屬或石墨,CuSO4 、CuCl2等,設(shè)

5、計(jì)成一個(gè)原電池。,負(fù)極：正極：電解質(zhì)溶液：,原電池應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件,,（可以）,（可以）,（可以）,（不可以）,形成條件一：活潑性不同的兩個(gè)電極,負(fù)極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等,,,原電池應(yīng)用,常用電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式書(shū)寫(xiě),1、鋅-錳干電池,,,鉛蓄電池,放電過(guò)程,充電過(guò)程,,,燃料電池,酸性氫—氧燃料電池,堿性氫—氧燃料電池,電池反應(yīng)： 負(fù)極： （氧化

6、） 正極： （還原） 總反應(yīng) 2H2 + O2 = 2H2O,高考指南：,對(duì)新型電池的分析是高考的一個(gè)熱點(diǎn)，如2005年江蘇，2005廣東，09年浙江都涉及到這方面的試題，解題關(guān)健是對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握：燃料電池的分析，電極反應(yīng)的方程式的書(shū)寫(xiě)等。,典型例題：,（ 2005廣東）一種新燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻

7、雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列對(duì)該燃料說(shuō)法正確的是( ) A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極B．電池的總反應(yīng)是：2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2OC．通入空氣的一極是正極,電極反應(yīng)為：O2 + 4e- =2O2-D．通入丁烷的一極是正極，

8、電極反應(yīng)為：C4H10 + 26e- + 13O2 = 4CO2 + 5H2O,解析：,該燃料電池利用丁烷，氧氣的反應(yīng)：2C4H10 + 13O2 = 8CO2 + 10H2O依據(jù)原電池反應(yīng)規(guī)律：還原劑C4H10在負(fù)極被氧化，所以D錯(cuò)誤；氧化劑O2在正極被還原O2 + 4e- = 2O2-。電子由負(fù)極流出沿外電路流入正極，所以陰離子(O2-)向負(fù)極移動(dòng)。所以A錯(cuò)誤。答案：BC,典型例題：,（ 09年浙江12 題）市場(chǎng)上經(jīng)常見(jiàn)到的標(biāo)記為

9、Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為： Li+2Li下列說(shuō)法不正確的是（ ）A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e=LiB．充電時(shí)，Li既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)D．放電過(guò)程中Li+向負(fù)極移動(dòng),,D,金屬的腐蝕及其防護(hù),金屬的 腐 蝕：,金屬或合金跟周圍接觸到的氣

10、體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程，即為金屬的腐蝕。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。,⑴化學(xué)腐蝕與電化腐蝕,⑵析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）,Fe - 2e— = Fe2+,O2+2H2O+4e- =4OH—,2H++2e- =H2↑,Fe+2H+=Fe2++H2↑,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,【作業(yè)】,課本p78 第1，2，3，4題資料p108 第1，2，3題,精品課件！,精品課件！,祝同學(xué)們