电化学-原电池教学课件

（一）正负极为两活性不同的电极
书写方法： 负极：M－ne- =Mn+ 氧化反应 正极：①若电池的负极能直接与电解质反应： Nn++ne- =N ②若电解质的负极不与电解质反应， 则原电池中其它氧化剂在正极得电子。 如：O2+2H2O+4e- =4OH若为复杂的氧化还原反应，则先写总反应， 再写出其中一极，最后相减得另一极。
（二）正负极均为惰性电极
燃料电池
例6：CH3OH燃料电池（KOH碱性介质）
2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O 2CO2+4OH－＝2CO32-+2H2O 总反应：2CH3OH+3O2+4OH－ → 2CO32-+6H2O （+）3O2+6H2O+12e－＝12OH－ （-）2CH3OH+16OH－－12e－ → 2CO32-+12H2O
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（可以）
（可以）
形成条件一： 活泼性不同的两个电极
（不可以）
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等
第一组实验
实验探究形成原电池的条件
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中
第二组实验
实验探究形成原电池的条件
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
NaOH溶液
方法：对于复杂的氧化还原反应，一般 先写总反应（离子反应），再写负极反 应，最后用总反应减去负极反应即得正 极反应（电子转移数必须相同）。 练习：AlA
Cu
浓硝酸
Cu+4H++2NO3－=Cu2++2NO2 ↑+2H2O
（-）Cu－2e- =Cu2+ （+）4H++2NO3－+2e- =2NO2 ↑+2H2O
较不活泼的电极材料 ——正极 发生氧化反应的极 ——负极
②根据原电池电极 发生的反应
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极 ③根据电极增重还是减重 （工作后） 质量减少的电极 ——负极 有气泡冒出的电极为正极 ④根据电极有气泡冒出：
（工作后）
四、原电池原理应用
• (1)比较金属活动性强弱。 • (2)比较反应速率快慢 • (3)比较金属腐蚀的快慢
形形色色的电池
一、原电池原理及形成条件
• 下面我们来做一个有关原电池原理的实验 原电池原理探究.exe
化学能转化为电能 一、原电池
定义：
----原电池原理及形成条件
把化学能转变为电能的装置
2、原电池工作原理
较活泼的金属失去电子发生氧化反应， 电子从较活泼金属（负极）通过外电 路流向较不活泼的金属（正极） 。
0 +6 3Zn+2K2FeO4+8H2O
放电 充电
+2 +3 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
负极 正极
练习： 铅蓄电池是典型的可充型电池，其电 池总反应式为：
0 负极 正极
Pb+PbO2+4H++2SO42-
+4
放电
充电
+2
2PbSO4+2H2O
• 三、原电池电极反应的书写
• 书写的总原则：根据电极材料、电解质溶 液、参加电极反应的物质、氧化还原反应 的原理进行书写。
电化学基础
第一节 原电池
【课前预习】答案
• • • • • • • • • • • • • 1.定义： 将化学能转化为电能的装置。 2.(1)两个电极（活泼性不同） (2)电极需要插进电解质溶液 (3)必须形成闭合回路 (4)必须是自发的氧化还原反应。 3.电极判断 负极：(1) 较 活泼 金属 ， (2)电子流 出 的极， (3)发生 氧化 反应的电极…… 正极：(1)较 不活泼 金属 ， (2)电子流 入 的极， (3)发生 还原 反应的电极…… 小练习1.A; 2.适当加大硫酸的浓度，增大锌的接触面积 如改用锌粉，加热，加入少量CuSO4溶液或铜,等等。 • 3.A; 4.B
第三组实验
二、原电池形成的条件
1、两个电极（活泼性不同）；
｛
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属，石墨等
2、电极需要插进电解质溶液中； 3、必须形成闭合回路； 4、必须是自发的氧化还原反应
二、原电池的正负极的判断方法
①微观判断
（根据电子流动方向）
电子流出的极 ——负极 电子流入的极 ——正极
例6：镍镉（Ni-Cd）可充电池其电解质溶液 为KOH溶液，总反应： Cd+2NiOOH+2H2O
负极 正极
0
+3
放电 充电
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
+2
+2
（-）Cd +2OH--2e-=Cd(OH)2 （+）2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-
练习：
锌-锰碱性电池以KOH为电解液，电池总反应 式： Zn+2MnO2+H2O==Zn(OH)2+Mn2O3 （-）Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 （+）2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-
D.将甲乙作电极组成原电池时甲是正极；
(2)比较反应速率快慢
例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是（ D ）
A.纯锌和1mol/L 硫酸；
B.纯锌和18 mol/L 硫酸； C.粗锌和 1mol/L 盐酸； D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。
(3)比较金属腐蚀的快慢
例3： 下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
例 4：
Zn
A
Fe
（－）Zn－2e- =Zn2+ （+）2H++2e- =H2 ↑ 总反应：Zn+ 2H+=Zn2++H2 ↑ （－）2Fe－4e- =2Fe2+ （+）O2+2H2O+4e- =4OH总反应：
经酸化的 3% 的NaCl溶液
Cu
A
Fe
NaCl溶液
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2↓
练习：
Cu
A
（-）Fe－2e- =Fe2+
Fe
（+）2Fe3++2e- =2Fe2+ 总反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+
FeCl3溶液
讨论：是否可以设计原电池装置比较Fe3+和 Cu2+氧化性强弱？
例 5：
Mg
A
Al
2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2 ↑ （-）2Al+8OH－－6e- =2AlO2－+4H2O （+）6H2O+6e－=6OH－+3H2 ↑
(2) (1) (3)
小结
本课时重点学习了：原电池的工 作原理、构成原电池的条件、正负极 的判断方法、原电池电极反应的书写 方法、原电池原理应用。
三、原电池的正负极的判断方法
①微观判断
（根据电子流动方向）
电子流出的极 ——负极 电子流入的极 ——正极
②宏观判断：
①根据电极材料
较活泼的电极材料
——负极
（+）
2.根据电子流动方向： 电子流出的一极——负极 电子流入的一极——正极 3.根据电解质溶液内离子的 定向移动方向： 阴离子——负极移动
2e－ 2e－
2e－ H2 H2 O O2 －
多孔电极a 固体电解质 多孔电极b
（ -）
4.燃料电池：
通氧气一极——正极
通燃料一极——负极
阳离子——正极移动
练习： 新型二次锂电池结构如图，判断其正负 极。
方法：先写总反应和正极反应，最后相减 得负极反应。
练习：
氢氧燃料电池： 酸性介质：
碱性介质：
四、原电池原理应用
(1)比较金属活动性强弱。 例1 ： 下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强 的是（ C ） A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶 解，甲上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多； C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极（介质稀 硫酸）；
②宏观判断：
①根据电极材料
较活泼的电极材料
——负极
较不活泼的电极材料 ——正极 发生氧化反应的极 ——负极
②根据原电池电极 发生的反应
发生还原反应的极 ——正极 质量增加的电极 ——正极 ③根据电极增重还是减重 （工作后） 质量减少的电极 ——负极 有气泡冒出的电极为正极 ④根据电极有气泡冒出：
（工作后）
（一）已知装置图判断正负极 例1： 判断依据： (-) A (+) 1.根据电极活性：
Mg Al
稀硫酸
一般来说， 相对活泼的电极——负极 相对不活泼的电极——正极
(+)
Mg
A
(-)
Al
在判断原电池的正负极时,具体 问题具体分析，不能绝对化。
NaOH溶液
固体氧化物燃料电池 例2：
1/2O2(干燥)
外电路 电极（LiCoO2） （ -） 固体电解质
e－
○ ○
电极（C）（+）
○
——Li+
A
×
OH-
（ -）
氢气 入口
H2
H2O H+ H+
（+）
氧气 入口