1、2019年6月21日4时14分,第一节 原电池原理,知识回顾与拓展,知识回顾与拓展,盐桥中通常装 有含琼胶的 KCl饱和溶液,知识回顾与拓展,使电池更为稳定,盐桥：维持溶液电中性，保证电子流动,知识回顾与拓展,知识回顾与拓展,理解：外形无外加电源放热的氧化还原反应才可能被设计成原电池,一、原电池,1.定义： 把 转变为 的装置,化学能,电能,活泼性不同,燃料,电解质,闭合的回路,一、原电池,原电池的组成,能导电的物质,还原性较强的 物质(多是金属 电极本身),氧化性较强 的物质,酸溶液 碱溶液 盐溶液或 熔融液,流出电子,流入电子,氧化反应,还原反应,Mg,Al,Al,Mg,活泼性较强,活泼性
2、较弱,非金属,负极,二、原电池正负极判断原电池原理的应用,1.由组成原电池的电极材料判断,负极,正极,正极,负极,二、原电池正负极判断原电池原理的应用,1.由组成原电池的电极材料判断,2.根据电子(电流)流动的方向判断,失,得,氧化,还原,二、原电池正负极判断原电池原理的应用,3.根据电极反应类型判断,负,正,二、原电池正负极判断原电池原理的应用,1.由组成原电池的电极材料判断,2.根据电子(电流)流动的方向判断,4.根据电解质溶液离子移动的方向 判断,牺牲、溶解,增重、气泡,二、原电池正负极判断原电池原理的应用,3.根据电极反应类型判断,1.由组成原电池的电极材料判断,2.根据电子(电流)流
3、动的方向判断,5.根据电极现象来判断,负极,正极,二、原电池正负极判断原电池原理的应用,4.根据电解质溶液离子移动的方向 判断,3.根据电极反应类型判断,1.由组成原电池的电极材料判断,2.根据电子(电流)流动的方向判断,ac d b,a b,c d,a c,d b,三、电池、电极方程式的书写,1. 简单原电池,1) 判断右边原电池的正、负极， 并写出电极反应式。,Cu,FeCl3溶液,负极： Cu 失电子 Cu - 2e- = Cu2+ 正极： Fe3+得电子 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+,先写出总反应：即负极与电解质溶液反应,拆成离子方程式：,Cu + 2Fe3 = Cu2 +
4、2Fe2,根据化合价升降判断正负极,C,2019年6月21日4时14分,2) 请写出右边原电池的电极方程式。,总反应方程式：,负极：Al，失e- 2Al - 6e 2Al3+,2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O,负极总反应： 2Al +8OH- 6e- 2AlO2- + 4H2O,正极：总反应负极反应,6H2O 6e 6OH 3H2,拆成离子方程式：,2Al + 2OH + 2H2O = 2AlO2 + 3H2,根据化合价升降判断正负极,2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2,负极总反应: 2H2 - 4e- + 4OH- 4H2O,正极: 总
5、反应负极反应,总反应：2H2+ O22H2O,负极: H2 失e,4H+ + 4OH- 4H2O,2H2 - 4e- 4 H,O2 + 2H2O + 4e- 4OH-,例；以Pt为电极，电解质溶液为 KOH溶液的氢氧燃料 电池,2.燃料电池,PbPbO22H2SO42PbSO42H2O,练习：已知总反应，写出铅酸蓄电池的电极反应：,负极：Pb SO42 2e 2PbSO4,负极失电子：Pb 正极得电子： PbO2,“电荷守恒” “物料守恒” H、OH和H2O,3. 复杂原电池,练习：银锌电池(电解质为KOH)的电池总反应为：Zn Ag2O ZnO 2Ag 写出其正、负极反应。,负极：,正极：,
6、原电池的表示方法：(-) Zn | Cu2+ | Cu (+)(-) Zn | Zn2+ (C1) Cu2+ (C2) | Cu (+)“”-盐桥,构成原电池的反应 快于 普通化学反应,1. 试将下列两个氧化还原反应分别设计成原电池 Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+,课堂练习,2. 根据以下反应设计一个能持续稳定产生电流的原电池装置，画出装置图。 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,课堂练习,Cu,课堂练习,3.写出电池、电极反应式 (-) Pt|H2(100kPa)|H+(1.0molL-1)Cr2O72-(10molL
7、-1), Cr3+(1.0molL-1), H+(1.010-2molL-1)|Pt(+)负极:H2 - 2e- = 2H+正极:Cr2O72- +14H+ +6e- = 2Cr3+7H2O总反应:Cr2O72- + 3H2 + 8H+ = 2Cr3+ +7H2O,2019年6月21日4时14分,第二节 化学电源,电池,化学电池,太阳能电池,原子能电池,将化学能转换成电能的装置,将太阳能转换成电能的装置,将放射性同位素自然衰变时 产生的热能通过热能转换器 转变为电能的装置,2019年6月21日4时14分,笔记本电脑专用电池,手机专用电池,摄像机专用电池,各式各样的纽扣电池,小型高性能 燃料电池
8、,用途广泛的电池,阅读课文P74页并回答问题：,1. 化学电池与其它能源相比有哪些优点？,2. 判断电池的优劣标准主要是什么？,3. 目前化学电池主要分哪几大类？,能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状 和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便， 易于维护，并可在各种环境下工作,单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量 的大小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的 存储时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而 输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。,化学电池,氢气、甲醇、 天然气、煤气 与氧气组成燃料 电池,电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电 之后，就
9、不能再次利用。,又称充电电池或蓄 电池。放电后经充电可使电 池中的活性物质获得重生， 恢复工作能力，可多次重复 使用。,是一种连续地将燃料 和氧化剂的化学能直接转化成 电能的化学电源，又称连续电 池。,普通锌锰电池,工作原理,一、一次电池干电池,(-)ZnNH4Cl+ZnCl2MnO2,C(+)负极(Zn)： Zn2e- =Zn2+正极(MnO2和C)： 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电池总反应： Zn+2MnO2+2NH4Cl=2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2,碱性锌锰电池构造示意图,碱性电池,(-) ZnKOHMnO2 (+)负极(Zn)： Zn + 2OH- -
10、 2e- = Zn(OH)2正极(MnO2)： 2MnO2+2H2O+2e- =2MnOOH+2OH-电池总反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2优缺点简析：只能一次使用，不能充电； 价格较贵；比能量和储存时间有所提高， 适用于大电流和连续放电。,一、一次电池锌银电池(纽扣电池),(-) ZnKOHAg2O (+)负极(Zn)： Zn +2OH- -2e- =ZnO+H2O正极(Ag2O)： Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH-电池总反应： Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag,二、二次电池铅蓄电池,(-) PbH2SO4PbO2 (+) 负极(P
11、b)： Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极(PbO2)： PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O 电池总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 阅读P82了解铅蓄电池的充电原理及 铅蓄电池的优缺点。,缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池,铅蓄电池的优缺点,(-) PtH2H+O2Pt (+) 负极(Pt)：2H2-4e-=4H+ 正极(Pt)：O2+4H+4e-=2H2O 电池总反应：2H2+O2=2H2O(-) PtH2OH
12、-O2Pt (+) 负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O 正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH- 电池总反应：2H2+O2=2H2O,三、燃料电池氢氧燃料电池,2019年6月21日4时14分,氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。缺点：体积较大、附属设备较多优点：能量转换率高、清洁、对环境好其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池,燃料电池的规律,燃料电池与前几种电池的差别,燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。,2019年6月21日4时14分,能导电的物质,还原性较强的 物质(多是金属 电极本身),氧化性较强 的物质,酸溶液 碱溶液 盐溶液或 熔融液,流出电子,流入电子,氧化反应,还原反应,化学电池的组成,小结,O2+4e-+4H+=2H2O,2H2- 4e-+4OH-=4H2O,C,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,
