6.1.3 原电池的应用、化学电源课件2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

化学反应与能量 原电池的应用、化学电源 第3课时 原电池电极反应的书写方法 负极反应：负极金属失电子变成阳离子的反应 正极反应：电解质溶液中阳离子得电子的反应 总反应：负极金属与电解质溶液的离子反应 —氧化反应（失电子） —还原反应（得电子） 注意事项： ①电极反应式是表示原子或离子在电极上得失电子的式子；（属于离子反应） ②两极反应式中电子得失数目相等；电极反应式中系数一般不化简； ③两电极反应式相加可得原电池总反应式。 1. 加快反应速率 实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率 稀H2SO4 Zn Cu Zn+ CuSO4 = Cu + ZnSO4 锌、铜在稀硫酸溶液中形成原电池，加快锌与酸的反应速率 原电池的应用 2. 比较金属活动性顺序 【例】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( ) A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b > d D．b > d > c > a B 一般， 活泼金属作负极，较不活泼的金属作正极 原电池的应用 通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装一定数量的锌块。原因：轮船的船身一般是用铁做的，装上锌块后，铁跟锌形成原电池，此时锌作为负极发生氧化反应溶掉，而铁作为正极被保护起来不受腐蚀。 金属易因发生原电池反应而腐蚀，如何避免轮船船身被腐蚀，延长其寿命？ 3. 金属的防护 利用原电池原理，将金属作为正极保护起来 原电池的应用 4. 设计原电池——制化学电源 心脏起搏器 心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器，通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲，通过导线电极的传导，刺激电极所接触的心肌，使心脏激动和收缩，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的。 原电池的应用 原电池的设计思路 ① 把反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 以Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu为例 ② 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 负极：Fe－2e－== Fe2＋ 正极：Cu2＋＋2e－== Cu ③ 画出装置简图 Cu/石墨 Fe CuSO4 负极：一般为发生氧化反应的金属 正极：活泼弱于负极材料的金属或石墨 电解质：含发生还原反应的阳离子 练：请利用氧化还原反应 Cu+2Ag+ = Cu2++2Ag，选择适宜的材料和 试剂设计一个原电池装置，回答下列问题。 Ag片/石墨棒 （1）负极材料： ，正极材料： ， 电解质溶液： 。 AgNO3 Cu 片 （2）写出电极反应式： 负极： ， 正极： 。 Cu-2e =Cu2+ 2Ag+ +2e =2Ag Cu C A AgNO3溶液 普通锌锰电池 碱性电池 小型高性能燃料电池 镍氢电池 纽扣电池 铅蓄电池 锂电池 化学电源 分类 一次电池：又称不可充电电池 消耗到一定程度，就不能使用 内部的氧化还原反应无法逆向进行电池 二次电池：又称充电电池 放电时所进行的氧化还原反应，在充电时 可以逆向进行 燃料电池 化学电源的分类 石墨棒 MnO2糊 NH4Cl糊 锌筒 最早使用的干电池是锌锰干电池 负极（锌筒）： Zn - 2e- ＝ Zn2+ 正极石墨棒，最终被还原的物质是MnO2 电解质：糊状的MnO2和NH4Cl 一次电池（干电池） 缺陷：使用中，锌作负极，会逐渐溶解， 锌外壳 变薄，最后漏液，腐蚀电器；电池寿命短 改进：外壳套上防腐金属筒或塑料筒； 用KOH代替NH4Cl，制成“碱性锌锰电池” H2SO4 Pb(铅) PbO2 最早使用的蓄电池是铅蓄电池 总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4