第28讲 原电池和化学电源（1）——原电池 课件-2027届高三化学一轮复习

最适合真实课堂教学的课件！ 简洁、启智！ 1.7.2013 ‹#› 原电池和化学电源 原电池 原电池 一、原电池及构成条件 1. 原电池 原电池是把______能转化为______的装置。其反应本质是________的 反应。 化学 电能 自发进行 氧化还原 2.构成条件 （两极、一液、一反应、一回路） 两种活动性不同的电极（燃料电池两极都为惰性电极） 两极： 不参与电极反应（石墨、Pt） 原电池 一、原电池及构成条件 负极材料： 金属 正极材料： 金属（或能导电的非金属如：石墨等） （参与电极反应，自身失电子） Zn Cu 稀硫酸 较活泼 较不活泼 【注】正极材料不参与电极反应，只起到传到 的作用 电子 电解质溶液（熔融电解质、固态离子导体） 形成闭合回路 一液： 一反应： 自发进行的氧化还原反应 一回路： （即：外电路用 连接或两电极 接触） 导线 直接 H2 A H+ Zn2+ Zn Cu e- e- e- e- 稀硫酸 SO42- H+ e- e- SO42- 负极 正极 e- 电极名称 负极 正极 ：电子流出的一极 ：电子流入的一极 负极发生的反应： Zn − 2e- == Zn2+ 电极反应式 正极发生的反应： 反应 2H+ + 2e- == H2↑ 电极反应式 反应 原电池 二、原电池工作原理 氧化 还原 原电池中粒子的移动方向 电子： H2 A H+ Zn2+ Zn Cu e- e- e- e- 稀硫酸 SO42- H+ e- e- SO42- 负极 正极 负极 沿导线 正极 电流： 正极 沿导线 负极 （电流方向与电子移动方向 ） 阴离子（SO42-）： 阳离子向 极移动 阴离子向 极移动 阳离子（H+）： 原电池 二、原电池工作原理 相反 负 正 负极判断方法： 1.电子流出的一极 2.失去电子的一极 3.发生氧化反应的一极 4.阴离子流向的一极 正极判断方法： 1.电子流入的一极 2.得到电子的一极 3.发生还原反应的一极 4.阳离子流向的一极 原电池 二、原电池工作原理 原电池中正、负极的判断方法 Zn Cu 稀硫酸 原电池 三、总反应方程式和电极反应式的书写方法 H2 A H+ Zn2+ Zn Cu e- e- e- e- 稀硫酸 SO42- H+ e- e- SO42- 负极 正极 e- 负极：Zn − 2e- == Zn2+ 正极：2H+ + 2e- == H2↑ 1. 总反应方程式的书写方法 自发进行的氧化还原反应的方程式 总反应：Zn + 2H+ == Zn2+ +H2↑ 2. 电极反应式的书写方法 ①写出两极放电的物质（或离子）的符号 ②分析得、失电子情况，写出放电后的产物 原电池 三、总反应方程式和电极反应式的书写方法 注意：电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。若能反应，电极产物应为最终产物。 H2 A H+ Zn2+ Zn Cu e- e- e- e- 稀硫酸 SO42- H+ e- e- SO42- 负极 正极 e- 负极：Zn − 2e- == Zn2+ 正极：2H+ + 2e- == H2↑ 书写原 则：遵循质量守恒、电子守恒、电荷守恒。 总反应：Zn + 2H+ == Zn2+ +H2↑ 如原子不能守恒，一般可补 、 或 。 H+ OH- H2O 负极： ； 2Al − 6e- = 2Al3+ 6H+ + 6e-= 3H2 写出下列原电池的电极反应式和总反应式。 总反应方程式和电极反应式的书写 Al Cu 稀硫酸 正极： ； 总反应： ； Cu − 2e- = Cu2+ 2NO3- + 2e- + 4 H+ = 2NO2↑ + 2H2O Cu +2NO3- + 4 H+ = Cu2+ + 2NO2 ↑ + 2H2O 总反应方程式和电极反应式的书写 Al Cu 浓硝酸 负极： ； 写出下列原电池的电极反应式和总反应式。 正极： ； 总反应： ； 总反应方程式和电极反应式的书写 Al Mg 稀硫酸 负极： ； 写出下列原电池的电极反应式和总反应式。 正极： ； 总反应： ； Mg − 2e- = Mg2+ 2H+ + 2e-= H2↑ Mg + 2H+ == Mg2+ +H2↑ 总反应方程式和电极反应式的书写 Al Mg NaOH溶液 负极： ； 写出下列原电池的电极反应式和总反应式。 正极： ； 总反应： ； 2Al+2OH−+6H2​O == 2[Al(OH)4​]−+3H2​↑ 8OH-+ 2Al − 6e- == 2[Al(OH)4​]− 6H2O + 6e- = 6OH-+3H2↑ 总反应方程式和电极反应式的书写 Fe C FeCl3溶液 负极： ； 写出下列原电池的电极反应式和总反应式。 正极： ； 总反应： ； 总反应方程式和电极反应式的书写 负极： ； 写出下列原电池的电极反应式和总反应式。 正极： ； 总反应： ； 2 Fe+ O2 + 2H2O = 2Fe(OH) 2 Fe – 2e– = Fe2+ 2H2O + O2 + 4e– = 4OH– 总反应方程式和电极反应式的书写 写出下列原电池的电极反应式和总反应式。 负极： ； 正极： ； 总反应： ； 盐桥 Zn − 2e- == Zn2+ Cu2+ + 2e– = Cu Zn + Cu2+ = Cu+ Zn2+ 盐桥中的物质是 . 。 装有KCl饱和溶液的琼脂 【注意】盐桥中的电解质 （填“能”或“不能”）与电解质溶液反应。 不能 盐桥 装有KCl饱和溶液的琼脂 负极流向正极 电子移动方向 ； 盐桥中K+的移向 极，Cl-移向 极； 盐桥的作用 . . ； 电流移动方向 ； 正极流向负极 双液原电池 正 负 沟通内电路， 形成闭合回路，平衡电荷，使溶液呈电中性 盐桥的优点： 使原电池的氧化反应和还原反应在隔离的区域进行，使原电池持续产生稳定的电流。 电流大小： 电流稳定性： 转化效率： 较小 稳定 高 电流大小： 电流稳定性： 转化效率： 较大 不稳定 低 双液原电池 【思考1】能用金属代替盐桥吗？ 盐桥 不可以换为CuCl2溶液，因为CuCl2能与锌反应。 【思考2】在有盐桥的铜锌原电池中，电解质溶液ZnSO4能否换为CuCl2溶液或NaCl溶液？ 不可以。无法构成闭合回路。 可以换为NaCl溶液。 【练1】Mg — AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式：2AgCl+Mg===Mg2++2Ag+2Cl－。 负极反应式：　　　 ， 正极反应式：　 　　　。 Mg－2e－===Mg2+ AgCl+e－===Ag+Cl－ 根据电池反应书写电极反应式 【练2】碱性铁电池的电池反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH 负极反应式：　 　　 　， 正极反应式： 。 Zn－2e－+2OH－===== Zn(OH)2 Fe+4H2O+3e－===== Fe(OH)3↓+5OH－ 根据电池反应书写电极反应式 LiC6－e－===== Li++C6 CoO2+Li++e－===== LiCoO2 【练3】一种锂电池的反应为CoO2+LiC6===LiCoO2+C6，Li原子嵌入电池负极材料碳(C6)中。 负极反应式：　 　 　　， 正极反应式： 。 根据电池反应书写电极反应式 原电池工作原理的应用 1. 设计原电池 利用Cu+ 2Fe3+ === Cu2+ +2Fe2+设计出一个原电池装置（画出简图并做出适当的标注），并写出电极反应式。 石墨 Cu 负极 正极 FeCl3溶液 【方法】 ①将氧化还原反应分成两个半反应(氧化反应和还原反应) ②根据电极反应式确定合适的电极材料和电解质溶液 原电池工作原理的应用 【思考】利用Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag的反应原理，设计一个带盐桥的原电池装置。 【方法】 ①根据氧化还原反应分成两个半反应(氧化反应和还原反应) ②根据电极反应式确定合适的电极材料和电解质溶液 1. 设计原电池 电极反应式： 负极电解质溶液： ； 正极(还原反应) ； 负极(氧化反应) ； AgNO3 Cu Ag或C、Pt 正极电解质溶液： ； Cu(NO3)2 、CuSO4 (盐桥: 含 的琼脂) KNO3饱和溶液 Cu–2e– = Cu2+ 2Ag+ + 2e– = 2 Ag 电极材料：负极 ， 正极 。 原电池工作原理的应用 【思考】利用5Fe2++MnO4– + 8H+=5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 的反应原理，设计一个带盐桥的原电池装置。 1. 设计原电池 电极材料：负极 ， 正极 。 电极反应式： 负极电解质溶液： ； 正极 ； 负极 ； 正极电解质溶液： ； (盐桥：含 的琼脂) KCl饱和溶液 Fe2+ – e – =Fe3+ MnO4–+5 e–+8H+=Mn2++4H2O Pt（石墨C） Pt（石墨C） FeSO4(aq) 酸性MnO4(aq) D 2Fe2＋＋I2 2Fe3＋＋2I－ I2被还原为I－,乙中石墨为正极 【例】控制适合的条件, 将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2 设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　) A.反应开始时，乙中石墨电极 上发生氧化反应 B.反应开始时， 甲中石墨电极 上Fe3＋被还原 C.电流表读数为零时，反应达 到化学平衡状态 D.电流表读数为零后， 在甲中 溶入FeCl2固体，乙中的石墨 电极为负极 →控制适合的条件, 将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　) A.反应开始时, 乙中石墨电极上发生氧化反应 B.反应开始时, 甲中石墨电极上Fe3＋被还原 C.电流表读数为零时, 反应达到化学平衡状态 D.电流表读数为零后, 在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极 D 2Fe2＋＋I2 2Fe3＋＋2I－ I2被还原为I－,乙中石墨为正极 得e- √ √ √ × 失e- (—) ( + ) e- 将可逆反应设计成原电池 下列叙述正确的是（ ） A.甲组操作时，电流表指针发生偏转 B.甲组操作时，溶液颜色变浅 C.乙组操作时，C2作正极 D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－=2I－ D 【测】如图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应 “AsO43－＋2I－＋2H＋ AsO33－＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图Ⅱ B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。 下列叙述正确的是 A.甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转 B.甲组操作时，溶液颜色变浅 C.乙组操作时，C2作正极 D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e-=2I- D 3.如图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应 “AsO43-＋2I－＋2H＋ AsO33-＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。 Ⅰ Ⅱ (—) ( + ) × × Ⅰ有电子转移, 但电子不会沿导线通过 AsO33-＋I2＋2OH- AsO43-＋2I-＋H2O × √ Ⅱ: 图Ⅰ 图Ⅱ 2. 比较金属的活动性 A B 电解质溶液 如图，A、B是两种金属单质，在此原电池中，A作负极，则金属活动性A B （填“大于”或“小于”）。 大于 原电池工作原理的应用 3. 加快氧化还原反应的进行 用 Zn 和稀硫酸反应制氢气时，为了使反应加快，常常加入少量 CuSO4溶液，请问这是为什么? Zn 置换出CuSO4中的铜，Zn、Cu、CuSO4溶液构成原电池，使溶液中粒子运动相互间的干扰减小，反应加快。 原电池工作原理的应用 EVCapture5.0.7软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $