《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-原電池》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-原電池（23頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 一、原電池 1.概念： 把 化學(xué)能 轉(zhuǎn)變?yōu)?電能 的裝置叫 原電池 2.構(gòu)成原電池的條件 電極 :活潑性不同的兩種金屬 (或金屬與非金屬 ) 作電極 ,較活潑的金屬作負(fù)極 . 電解質(zhì)溶液 形成閉合回路 . (4)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生 ( H0) 3.原電池的工作原理 (以 Zn|H2SO4 |Cu原理池為例 ) ： 原電池反應(yīng) : 2H+ + Zn = H2 + Zn2+ 2e- 負(fù)極 正極 e- e- e- 現(xiàn)象 :鋅片逐漸 溶解 ;銅片上有 大量氣泡產(chǎn)物 生 2H+2e- =H2 Zn-2e=Zn2+ 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) Zn (負(fù) ) Cu (正 ) 外電路 稀 硫酸 SO42-
2、 H+ 內(nèi)電路 結(jié)論 工作原理 :將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?. 在負(fù)極發(fā)生 氧化反應(yīng) ,正極發(fā)生 還原反應(yīng) ;在外電路 ,電子由負(fù) 極流向正極 ;在內(nèi)電路 ,陰離子向負(fù)極移動(dòng) ,陽離子向正極移動(dòng) . 1.原電池的正負(fù)極判斷方法 . 利用原電池總反應(yīng)判斷 : 負(fù)極 :還原劑作負(fù)極或在負(fù)極反應(yīng) ,失電子 ,發(fā)生氧化反應(yīng)的 一極 ,電子流出的一極 . 正極 :氧化劑作正極或在正極反應(yīng) .得電子 ,發(fā)生還原反應(yīng)的 一極 ,電子流入的一極 . 利用電流方向判斷 :電流由正極流向負(fù)極 根據(jù)離子定向移動(dòng)判斷 :陽離子移向正極 ,陰離子移向負(fù)極 . 根據(jù)電極材料判斷 :一般是活潑的金屬作負(fù)極 ,不活潑的金 屬或能導(dǎo)
3、電非金屬作正極 . 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷 :能溶解的一極為負(fù)極 ,有氣體析出或金 屬單質(zhì)析出的一極為正極 (活潑金屬作負(fù)極 ,酸或不活潑的金屬 鹽溶液作電解質(zhì)溶液 ) 二、常見問題 2.電極反應(yīng)式的書寫 原電池反應(yīng) 電極反應(yīng)式： 負(fù)極：還原劑 -ne-=氧化產(chǎn)物 正極：氧化劑 +ne-=還原產(chǎn)物 原電池反應(yīng)式 =正極反應(yīng)式 +負(fù)極反應(yīng)式 Mg Al A X溶液 例 2. 右圖為 Mg與 Al與 X溶液組成的一原電池。 試按要求回答問題。 X為硫酸時(shí)，原電池總反應(yīng)式 (離子方程式 ) ___________________________________ 負(fù)極為 _____,電極反應(yīng)式為 :____
4、_________, 正極為 _____,電極反應(yīng)式為 ______________ Mg+2H+=H2+Mg2+ Mg Mg-2e-=Mg2+ 2H+2e-=H2 Al 氧化劑 + 還原劑 = 還原產(chǎn)物 + 氧化產(chǎn)物 + - ne- 2Al+8OH- -6e- =2Al(OH) 4_ 2Al+2OH-+2H2O=2Al(OH) 4_ +3H2 6H2O+6e- =3H2+6OH- 當(dāng) X為 NaOH時(shí)，原電池反應(yīng)的離子方程式： ____________________________________ ____為負(fù)極 ,電極反應(yīng)式 :________________ ____為正極 ,電極反應(yīng)
5、式 :________________ Mg Al 當(dāng) X溶液改為濃硝酸 ,Mg改為 Cu，原電池反應(yīng)的離 子方程式： ____________________________________ ____為負(fù)極 ,電極反應(yīng)式 :______________________ ____為正極 ,電極反應(yīng)式 :______________________ Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O Cu Cu-2e-=Cu2+ Al 4H+2NO3-+2e- =2NO2+2H2O 3.原電池的設(shè)計(jì) 例 1. 利用反應(yīng) Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)計(jì)一個(gè)單 液原電池，一個(gè)雙
6、液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖， 并寫出電極反應(yīng)。 (+) (-) G Zn Pt FeCl3 溶液 負(fù)極 （ Zn） ： Zn-2e-=Zn2+（ 氧化反應(yīng) ） 正極 （ Pt或 C） ： 2Fe3+2e-=2Fe2+（ 還原反應(yīng) ） 鹽橋 Zn C ZnCl2溶液 FeCl3溶液 G 能產(chǎn)生 持續(xù)、 穩(wěn)定電流的原電池裝置 1鹽橋的作用是什么？ 提示： 鹽橋的作用：避免負(fù)極失去的電子不經(jīng)外電路直 接轉(zhuǎn)移給溶液中得電子的微粒，降低發(fā)電效率；維持電 解質(zhì)溶液中的電荷平衡；構(gòu)成閉合回路 二、化學(xué)電源 鋰電池 干電池 疊層電池 紐扣電池 （各類電池） 1.干電池 （普通鋅錳電池） 電極反應(yīng)
7、方程式： 負(fù)極： 正極： Zn 2e- = Zn2+ 2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 + H2O 反應(yīng)總的方程式 2MnO2+2NH4+ Zn=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+ 堿性鋅錳干電池以氫氧化鉀代替氯化銨 做電解質(zhì)，結(jié)構(gòu)如圖 1 3 8所示， 其電極反應(yīng)為： 鋅錳堿性電池： 鋅錳堿性電池是一種新型的 干電池。負(fù)極材料由鋅片改 為鋅粉，正極材料為 MnO2 , 還原產(chǎn)物為 Mn2O3 ,電解質(zhì)是 KOH溶液，其放電曲線如圖 所示： 該電池有何優(yōu)點(diǎn)？ 優(yōu)點(diǎn) : 工作電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定 ,電池的容量和放電時(shí)間增加了幾倍 鋰電池 2、鉛蓄電池 Pb + Pb
8、O2 + 2H2SO4 = PbSO4 + 2H2O 負(fù)極材料： 正極材料： 電解質(zhì)： Pb PbO2 H2SO4 不溶于水的 白色沉淀 電池反應(yīng)方程式： 放電是 原電池 原理； 充電是 電解 原理 鉛蓄電池：放電是 原電池 原理； 充電是 電解 原理 放電時(shí)，為原電池 負(fù)極 ： Pb 2e - SO42- PbSO4 正極： PbO 2 SO42- 4 H+ 2e- PbSO4 2 H2O 電池反應(yīng) ： Pb PbO2 2H2SO4 = 2PbSO4 2 H2O 充電時(shí)，為電解池 陽極 ： PbSO4 2e - 2 H2O PbO2 SO42- 4 H+ 陰極 ： PbSO4 + 2e -
9、Pb SO42- 總式 ： PbSO4 2 H2O = Pb PbO2 H2SO4 3、新型燃料電池 原理相同： 工作時(shí)發(fā)生的仍然是氧化還原反應(yīng) 特點(diǎn)： 工作時(shí)氧化劑和還原劑是從外界不斷輸 入的， 同時(shí)將電極產(chǎn)物不斷排出電池。 燃料電池是名副其實(shí)的把能源中燃料燃 燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能 量轉(zhuǎn)換器”。能量轉(zhuǎn)換率很高。 燃料電池 氫氧燃料電池 電池反應(yīng)為： 燃料電池優(yōu)點(diǎn) : 能量利用效率高、可連續(xù)使用和污染輕等優(yōu)點(diǎn) 在堿性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng) ： 在酸性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)： 總反應(yīng)： 總反應(yīng)： 氫氧燃料電池 電池反應(yīng)為： 在堿性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)： 在酸性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng) ： 甲烷燃料電池 思：試寫甲醇燃料電池正負(fù)極反應(yīng)式？ +2CO32-
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-原電池
