4.1原电池课件-2022-2023学年高二化学人教版2019选择性必修1

电化学 原电池 一、化学能转化为电能 1、火力发电——化学能间接转化为电能 化学能→热能→机械能→电能 火力发电弊端 →排放大量温室气体（CO2等) →排放的废气可能导致酸雨（SO2等) →产生废渣、废水 →化石燃料储存量有限 →能量转化率很低 2、原电池－－化学能直接转化为电能 原电池 →利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。 原电池实验 (1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 (2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。 (3)如图所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。 实验现象 电极材料 现象 电子得失 电极反应 原电池的电极 Zn片 Cu片 Zn片溶解 有气体产生 失 得 Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=H2↑ 负极 正极 总反应的离子方程式 Zn+2H+=Zn2++H2↑ 二、原电池的工作原理 1、原电池的构成条件 反应 →自发完成的氧化还原反应 电极 →活泼性不同的两电极 电解质溶液 →有电解质溶液或熔融电解质 电路 →形成闭合回路 2、原电池的工作原理 总反应 →Zn+2H+=Zn2++H2↑ 负失氧← 负极 →负极发生失电子的氧化反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ 正得还← 正极 →正极发生得电子的还原反应 正极：2H++2e-=H2↑ 电流方向 →电流从正极出发经外电路到达负极（电子方向与电流相反） 离子方向 →阴离子移向负极，阳离子移向正极 4 3.原电池正负极的判断 根据电极材料判断 →一般活泼金属作负极，不活泼金属作正极 根据电流方向／电子方向判断 →电流 正极→外电路→负极 电子 负极→外电路→正极 根据电解质溶液中离子移动方向判断 →阴离子→负极（阳），阳离子→正极（阴） 根据两极产生的现象判断 →正极一般体现增重或有气体放出 负极一般体现减轻（实质是发生反应溶解） 根据原电池两极发生氧化／还原反应判断 →负失氧，正得还 →电子不下水，离子不上岸 正极 负极 ①不活泼金属或石墨 ②导线上电子流入的电极 ③溶液中阳离子移向的电极 ④发生还原反应的电极 ①活泼金属 ②导线上电子流出的电极 ③溶液中阴离子移向的电极 ④发生氧化反应的电极 (Mg-Al-NaOH除外) 三、原电池电极反应方程式的书写 1、电极反应式书写注意 ★负失氧、正得还 ★注意溶液的酸碱性，适当在电极反应方程式两边添加H+、OH-、H2O等，以遵循电荷守恒和质量守恒 ★注意电极反应产物是否与电解质溶液反应 ★活泼金属不一定为负极，如镁、铝、氢氧化钠电池中，不活泼的铝为负极 2、电极反应式的书写方法 先写总反应方程，再写负极／正极方程 →写出总反应 →写出其中容易写出的一个半反应（正极或负极） →用总反应减去正极／负极反应，即得另一电极反应式 如：负极：Li-e-=Li+ 如：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4 如：正极：LiMn2O4+Li++e-=Li2Mn2O4 先写总反应方程，再拆分总反应为氧化／还原反应两部分 →写出原电池的总反应 如：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ →把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应 如：正极：2Fe3++2e-= 2Fe2+ 负极：Cu-2e-=Cu2+ 写出右图中原电池的电极反应方程式 总：Mg+2H+=Mg2++H2↑ 负极：Mg-2e-=Mg2+ 正极：2H++2e-=H2↑ 总：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑ 负极：Cu-2e-=Cu2+ 正极：4H++2NO3-+2e-=2H2O+2NO2↑ 总：2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ 负 Al-3e-=Al3+ Al3++4OH-=2AlO2-+4H2O 负极：Al+4OH--6e-=2AlO2-+4H2O 正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH- 四、一次性电池（干电池） 化学电源 一次性电池（干电池） 二次电池（可充电电池/蓄电池） 燃料电池 普通锌锰电池 碱性锌锰电池 银锌纽扣电池 铅蓄电池 镍镉电池 锂离子电池 氢氧燃料电池 甲醇燃料电池 2、普通锌锰电池 电池电解质溶液 →MnO2糊NH4Cl糊 负极(锌皮)： Zn-2e-=Zn2+ 正极(石墨棒)： 说法①2MnO2+2NH4++2e-=2MnO(OH)+2NH3 说法②2MnO2+2H++2e-=2MnO(OH) 说法③2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+H2O+2NH3 总反应： 说法①Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++2MnO(OH)+2NH3 说法②Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnO(OH) 说法③Zn+2MnO2+2NH4+=Zn