高二化学 13 化学能转化为电能――原电池 (鲁科版选修4)PPT课件
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高中化学 13《化学能转化为电能 电池》 鲁科版选修4
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二、化学电源的种类及其工作原理
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1.一次电池(以碱性锌锰干电池为例) 碱性锌锰干电池的工作原理如图:
Zn+2OH--2e-==ZnO+H2O MnO2+2H2O+2e-==Mn(OH)2+2OH-
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2.二次电池(以铅蓄电池为例)
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(1)放电时的反应： ①负极反应：___P _b _ __S _O _2 4 _ _ _2 _e _ _ _ _ _ _P _b _S _O _4 ____； ②正极反应： ___P _b _O _2 _ _4 _H __ _ _S _O _4 2 _ _ _2 _e _ _ _ _ _ __P _b S _O __4 _ _2 _H _2 _O ___； ③总反应：Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O。 (2)充电时的反应： ①阴极反应：__P _b _S _O __4 _ _2 _e _ _ _ _ _ _P _b _ __S _O _2 4 _ __； ②阳极反应：_P _b _S _O _4 _ __2 _H _2 _O _ _2 _e _ _ _ _ _ __P _b _O _2 _ _4 _H __ _ _S _O _4 2 _ _； ③总反应：2PbSO4+2H2O====Pb+PbO2+2H2SO4。
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3.燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分为酸性和碱性两 种。
负极 反应式
正极 反应式
电池总 反应
酸性
碱性
_2_H_2_-_4_e_-_=_=_=_=_4_H_+
_2_H_2+_4_O_H_-_-_4_e_-_=_=_=_=_4_H_2O_
二、化学电源的种类及其工作原理
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1.一次电池(以碱性锌锰干电池为例) 碱性锌锰干电池的工作原理如图:
Zn+2OH--2e-==ZnO+H2O MnO2+2H2O+2e-==Mn(OH)2+2OH-
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2.二次电池(以铅蓄电池为例)
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(1)放电时的反应： ①负极反应：___P _b _ __S _O _2 4 _ _ _2 _e _ _ _ _ _ _P _b _S _O _4 ____； ②正极反应： ___P _b _O _2 _ _4 _H __ _ _S _O _4 2 _ _ _2 _e _ _ _ _ _ __P _b S _O __4 _ _2 _H _2 _O ___； ③总反应：Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O。 (2)充电时的反应： ①阴极反应：__P _b _S _O __4 _ _2 _e _ _ _ _ _ _P _b _ __S _O _2 4 _ __； ②阳极反应：_P _b _S _O _4 _ __2 _H _2 _O _ _2 _e _ _ _ _ _ __P _b _O _2 _ _4 _H __ _ _S _O _4 2 _ _； ③总反应：2PbSO4+2H2O====Pb+PbO2+2H2SO4。
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3.燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分为酸性和碱性两 种。
负极 反应式
正极 反应式
电池总 反应
酸性
碱性
_2_H_2_-_4_e_-_=_=_=_=_4_H_+
_2_H_2+_4_O_H_-_-_4_e_-_=_=_=_=_4_H_2O_
鲁科版高二化学选修4第1章第3节化学能转化为电能电池课件 (共35张PPT)
G
Zn Cu
盐桥
果汁(含电 解质溶液)
果汁(含电 解质溶液)
盐桥中通常装有含琼 胶的KCl饱和溶液
探究2：橘子实验提炼模型
G
Zn Cu
此装置中正
果汁(含电 解质溶液)
果汁(含电 解质溶液)
负极分别发生 了什么反应？ 电流是如何 产生的？
探究2：橘子实验提炼模型
理论分析 负极：氧化反应 (失电子)
手机专用电池
笔记本电脑专用电池
用于“神七”的太阳能电 池
原电池的工作原理 通过设计原电池来进一步认识 原电池原理。 探究1 设计原电池：利用锌与硫酸铜溶 液发生的氧化还原反应，将化学能转 化为电能。
原电池的工作原理
探究1 写出锌与硫酸铜溶液反应的离子方程式，并 用双线桥和单线桥分别描述电子转移情况。
氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应
写出电极反应式 根据电极反应选择电极和电解质溶液
学以致用
依据氧化还原反应： 2Ag＋(aq)＋Cu(s)＝Cu2＋(aq)＋2Ag(s) 设计原电池。 - = Cu2+ Cu 2e ⑴负极发生的电极反应为 + + e- = Ag Ag 正极发生的电极反应为 ⑵负极的材料是 Cu ； 极的材料是 Ag ； 电解质溶液Y是 AgNO3 ； ⑶外电路中的电子是从 Cu 电极 流向 Ag 电极。
盐桥的作用： (1)连接两电解质溶液，构成闭合回路，通过 离子在盐桥中的定向移动，传导电流。 （2）平衡电荷，通过盐桥中的阴阳离子的定向 移动而使两极电解质溶液保持电中性。
小结
化学能转化为电能—电池
一、单液原电池的工作原理
二、如何设计原电池 1、氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应 2、写出电极反应式 3、根据电极反应选择电极和电解质溶液 三、双液原电池的工作原理
Zn Cu
盐桥
果汁(含电 解质溶液)
果汁(含电 解质溶液)
盐桥中通常装有含琼 胶的KCl饱和溶液
探究2：橘子实验提炼模型
G
Zn Cu
此装置中正
果汁(含电 解质溶液)
果汁(含电 解质溶液)
负极分别发生 了什么反应？ 电流是如何 产生的？
探究2：橘子实验提炼模型
理论分析 负极：氧化反应 (失电子)
手机专用电池
笔记本电脑专用电池
用于“神七”的太阳能电 池
原电池的工作原理 通过设计原电池来进一步认识 原电池原理。 探究1 设计原电池：利用锌与硫酸铜溶 液发生的氧化还原反应，将化学能转 化为电能。
原电池的工作原理
探究1 写出锌与硫酸铜溶液反应的离子方程式，并 用双线桥和单线桥分别描述电子转移情况。
氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应
写出电极反应式 根据电极反应选择电极和电解质溶液
学以致用
依据氧化还原反应： 2Ag＋(aq)＋Cu(s)＝Cu2＋(aq)＋2Ag(s) 设计原电池。 - = Cu2+ Cu 2e ⑴负极发生的电极反应为 + + e- = Ag Ag 正极发生的电极反应为 ⑵负极的材料是 Cu ； 极的材料是 Ag ； 电解质溶液Y是 AgNO3 ； ⑶外电路中的电子是从 Cu 电极 流向 Ag 电极。
盐桥的作用： (1)连接两电解质溶液，构成闭合回路，通过 离子在盐桥中的定向移动，传导电流。 （2）平衡电荷，通过盐桥中的阴阳离子的定向 移动而使两极电解质溶液保持电中性。
小结
化学能转化为电能—电池
一、单液原电池的工作原理
二、如何设计原电池 1、氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应 2、写出电极反应式 3、根据电极反应选择电极和电解质溶液 三、双液原电池的工作原理
鲁科版高中化学选修四课件第1章-第3节《化学能转化为电能——电池》ppt课件(共56张ppt).ppt
池。如：表层镀锌的镀锌铁破损后，铁为正极，不腐
蚀；锌为负极，被腐蚀，可以不断补充锌，保护铁，
延长钢铁的使用期。而表层镀锡的镀锡铁，价格虽比 栏
镀锌铁低，但表层磨损后，锡为正极，铁为负极，加
目 链
接
快了钢铁的腐蚀。此外，还可将铁钝化使之表面形成
一层致密的Fe3O4氧化膜。
(3)电化学保护法。
①接锌块形成原电池，牺牲锌(负极)保护铁(正极)，
较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非 栏
目
金 属 为 正 极 ( 注 ： 一 定 要 注 意 实 际 情 况 ， 如 ： Mg—
链 接
Al—NaOH，Al才是负极；Al—Cu—浓硝酸，Cu才是
负极)。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极
流向负极；电子流动方向是由负极流向正极。
碱性锌锰干电池。
栏
(2)二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充
目 链
电使活性物质获得再生。这类电池可以多次重复使用， 接
如铅蓄电池等。
(3)可充电电池放电时是一个原电池，将化学能转化为
电能；充电时是一个电解池，将电能转化为化学能。
3．常见的化学电池。
(1)锌锰干电池。
(2)铅蓄电池。
铅蓄电池的电极反应：
链
从溶液中析出，溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色，故 接
C项正确；a和b分别连接直流电源正、负极时，装置
为电解池，铜电极为阳极，铁为阴极，电解质溶液中 阳离子向阴极移动，因此，即使电压足够大，Cu2＋也
只能向阴极移动，故D项错误。
知识点二 判断电池的正负极及电极反应式的书写
1．判断原电池的正负极。
(1)由组成原电池的两极电极材料判断。一般是活泼性
鲁科版高中化学选修4第1章第3节 化学能转化为电能--电池第1课时原电池的工作原理课件2 (共35张PPT)
（Volta,A.1745-1827）
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
实验探究：原电池工作原理
交流与讨论
• 1．为什么装置中的铜片上会有气泡出现呢？该现象和铜 片与稀硫酸不反应的结论相矛盾吗？
• 2．铜片上的电子从哪来？ • 3．锌片的质量有无变化？溶液中c(H+)如何变化？ • 4．写出锌片和铜片上变化的离子方程式。 • 5．电流表中指针发生偏转说明有电流通过，这又证明了
课堂小结：
e-
G
属较 导不
体 ）
活泼（+）
金
还原反应
属
（
或
非
电解质溶液
金
两极一液成回路 氧化还原是核心
归纳总结
正负极的判断方法
判断依据
负极
正极
电极材料
活动性较强的金属
活动性较弱的金属或能 导电的非金属
电子流动方向
电子流出极
电子流入极
电解质溶液中离子 定向流动的方向
阴离子移向的电极
阳离子移向的电极
电流方向
电流流入极
电流流出极
与电解质溶液能否 能自发发生氧化还原 不能自发发生氧化还原
发生反应
反应的金属
反应的金属(非金属)
反应现象
电极溶解
电极增重或有气泡产生
二、原电池电极反应式的书写
1. (1)将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池，其正极反 应式：__2_H__＋_＋__2_e_－_=_=_=__H_2_↑_； 负极反应式：_F_e_－__2_e_－_=_=_=_F_e_2_＋__； 总反应方程式：_F_e_＋__H_2_S_O_4_=_=_=__F_e_S_O_4_＋__H_2_↑__。 (2)有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电 池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。 ①Zn发生_氧__化___反应，是_负___极，电极反应式是Z__n－__2_e_－_＋__2_O__H_－_=_=__=_Z_n_(O__H_)。2 ②Ag2O发生_还__原___反应，是_正___极，电极反应式是 _A_g_2_O_＋__2_e_－__＋__H_2_O_=_=__=_2_A_g_＋__2_O__H_－__。
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
实验探究：原电池工作原理
交流与讨论
• 1．为什么装置中的铜片上会有气泡出现呢？该现象和铜 片与稀硫酸不反应的结论相矛盾吗？
• 2．铜片上的电子从哪来？ • 3．锌片的质量有无变化？溶液中c(H+)如何变化？ • 4．写出锌片和铜片上变化的离子方程式。 • 5．电流表中指针发生偏转说明有电流通过，这又证明了
课堂小结：
e-
G
属较 导不
体 ）
活泼（+）
金
还原反应
属
（
或
非
电解质溶液
金
两极一液成回路 氧化还原是核心
归纳总结
正负极的判断方法
判断依据
负极
正极
电极材料
活动性较强的金属
活动性较弱的金属或能 导电的非金属
电子流动方向
电子流出极
电子流入极
电解质溶液中离子 定向流动的方向
阴离子移向的电极
阳离子移向的电极
电流方向
电流流入极
电流流出极
与电解质溶液能否 能自发发生氧化还原 不能自发发生氧化还原
发生反应
反应的金属
反应的金属(非金属)
反应现象
电极溶解
电极增重或有气泡产生
二、原电池电极反应式的书写
1. (1)将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池，其正极反 应式：__2_H__＋_＋__2_e_－_=_=_=__H_2_↑_； 负极反应式：_F_e_－__2_e_－_=_=_=_F_e_2_＋__； 总反应方程式：_F_e_＋__H_2_S_O_4_=_=_=__F_e_S_O_4_＋__H_2_↑__。 (2)有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电 池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。 ①Zn发生_氧__化___反应，是_负___极，电极反应式是Z__n－__2_e_－_＋__2_O__H_－_=_=__=_Z_n_(O__H_)。2 ②Ag2O发生_还__原___反应，是_正___极，电极反应式是 _A_g_2_O_＋__2_e_－__＋__H_2_O_=_=__=_2_A_g_＋__2_O__H_－__。
化学能转化为电能——电池ppt-鲁科版选修四PPT教学课件
三、常见的化学电源
干电池（NH4Cl糊状物为电解质） 负极（锌筒）：Zn-2e—=Zn2+， 正极（石墨）2NH4++2MnO2 +
2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O 总反应：Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O
银锌电池（电解质为KOH） 负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 （或Zn+2OH--2e- =ZnO+H2O） 正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag （或 Zn+Ag2O=ZnO+2Ag）
四、金属的腐蚀和防护
讨论：钢铁的腐蚀 钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀 原因：空气中溶解CO2的水分
酸性增强（形成电解质溶液） Fe和C构成原电池的两极
Fe：负极
C：正极
金属的防护 影响金属腐蚀的因素包括： 金属的 本性 和 介质 。
金属越活泼越容易被腐蚀
金属合金中活泼的金属易腐蚀 例如：钢铁腐蚀 介质对金属腐蚀影响很大： 金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性 气体或电解质溶液，都容易被腐蚀
第三节 化学能转化为电能
----原电池
一、原电池 把化学能转变为电能的装置
1 定义：
实验现象：
电流计指针发
生偏转，
Cu片上有气泡
(1)
(2)
产生
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） 。
二、实验探究形成原电池的条件
鲁科版高中化学选修4第1章-第3节《化学能转化为电能——电池》课件
【讨论设计新方案】
7
原电池
【新方案设计】
A
CuSO4 溶液
8
原电池
A
盐桥
【新方案设计】 在U型管中装满 含琼胶的饱和 KCl溶液。
CuSO4 溶液
9
原电池
A
盐桥
CuSO4 溶液
10
Cl－ + K － Cl
K+ Cl－ K+
Cl－ K+ － Cl + K Cl－ － Cl + － Cl K K+
16
Mg－H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器．该电池以 海水为电解质溶液，示意图如右。该电池工作时，下列说 法正确的是 A．Mg 电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH 增大 D．溶液中Cl－向正极移动
17
设计一组装置，实现下列转化： Zn+2H+=Zn2++H2 Cu+2H+=Cu2++H2
18
Zn Zn2+ 2－
SO4
e－ e－
+ K + K － Cl － Cl K+
Cu2+ SO42－
Cu
11
12
课堂小结
A
Zn
硫酸铜 ZnSO4溶液 CuSO4溶液
A
Cu 改进 Zn Cu
观察现象，解释现象，分析原因，发现不足， 抓住本质，大胆改进，解决问题，不断创新。
13
课 后作业
创作构思：从我们今天学习的内容出发，
我们来设计一个干电池，你怎么设计？ 走进生活：了解一个真正的电池，看看哪 些地方运用到今天大家的研究成果。
高二化学13《第2课时化学电源》》(鲁科版选修4)PPT课件
一、原电池电极反应式和电池反应式的书写 1．书写方法 (1)根据给出的化学方程式或图示装置确定原电池的正、负 极，弄清正、负极上发生反应的物质。 ①题目给定总反应式：分析有关元素的化合价变化情况， 化合价升高的物质发生氧化反应即负极反应；化合价降低的物 质发生还原反应即正极反应。 ②题目给定图示装置：先确定正、负极，再根据正、负极 反应规律书写电极反应式。
工具
第一章 化学反应与能量转化
3．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电 池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述 正确的是( )
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
工具
第一章 化学反应与能量转化
2．下列说法正确的是(双选)( ) A．碱性锌锰电池是二次电池 B．铅蓄电池是一次电池 C．二次电池又叫做蓄电池，它放电后可以再充电使活性物 质获得再生 D．燃料电池的活性物质没有储存在电池内部 解析： 锌锰电池都是一次电池，铅蓄电池是二次电池， 既可充电又可放电。燃料电池的活性物质可在工作时再充入电 池内部。 答案： CD
第2课时 化学电源
工具
第一章 化学反应与能量转化
1．会写典型原电池的电极反应式。 2．了解电源分类和用途。
工具
第一章 化学反应与能量转化
工具
第一章 化学反应与能量转化
一、一次电池
1．酸性锌锰电池 (1)负极材料为 锌筒 ，正极材料为 石墨 。 (2)电解质溶液： 氯化铵和氯化锌糊状物 。 (3)负极反应式：Zn―→Zn2＋＋2e－
工具
第一章 化学反应与能量转化
(1)书写电极反应和电池反应时首先要准确判断装置是电解 池还是原电池。
鲁科版高中化学选修四课件《1.3.1化学能转化为电能——电池》课件
Mn(OH)2。
(2)铅蓄电池又称二次电池 ①组成：正极材料为_P_b_O__2，负极材料为_P_b_， 电解质溶液为30%H2SO4溶液。 ②电极反应及电池反应
放电时电极反应为：z..x..x..k
负极：Pb＋SO24－―→PbSO4＋2e－ 正极：PbO2＋4H＋＋SO24－＋2e－―→PbSO4＋2H2O
解析：选C。锌是负极，由负极的电极反应
Zn＋2OH－―→ZnO＋H2O＋2e－可知，电 池工作时溶液的OH－浓度减小。
Hale Waihona Puke 原电池的设计从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应， 都可以设计成原电池。 1．基本依据 构成原电池的基本条件，也是进行原电池设 计的基本依据。 (1)根据电池反应写出电极反应； (2)找出两极材料(电极材料)；
4．确定转移的电子数目的方法 (1)正确书写氧化还原反应方程式并标出电子 转移的方向和数目。
(2)通过电池反应中转移电子的数目确定电极 反应中得失的电子数目。
特别提醒：应用以上要点还要掌握一些特殊 的电极反应，理解其本质，并举一反三。
例如：负极反应总是还原剂失电子，常见的 有：
非金属H2等——产物为H＋或H2O等 金属Zn、Fe等——产物为金属阳离子Zn2＋、 Fe2＋等
变式训练2 据报道，美国正在研究用锌电 池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量 大、污染小的特点，其电池反应为2Zn＋ O2===2ZnO，其原料为锌、空气和碱性电 解质溶液，则下列叙述中，正确的是( )
A．锌为正极，空气在负极反应
B．负极发生还原反应，正极发生氧化反应
C．负极的电极反应为Zn＋2OH－―→ZnO ＋H2O＋2e－ D．电池工作时溶液的c(OH－)升高
【答案】 (1)铜(或Cu) AgNO3溶液 (2)正 Ag＋＋e－→Ag Cu→Cu2＋＋2e－ (3)负(Cu) 正(Ag)
(2)铅蓄电池又称二次电池 ①组成：正极材料为_P_b_O__2，负极材料为_P_b_， 电解质溶液为30%H2SO4溶液。 ②电极反应及电池反应
放电时电极反应为：z..x..x..k
负极：Pb＋SO24－―→PbSO4＋2e－ 正极：PbO2＋4H＋＋SO24－＋2e－―→PbSO4＋2H2O
解析：选C。锌是负极，由负极的电极反应
Zn＋2OH－―→ZnO＋H2O＋2e－可知，电 池工作时溶液的OH－浓度减小。
Hale Waihona Puke 原电池的设计从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应， 都可以设计成原电池。 1．基本依据 构成原电池的基本条件，也是进行原电池设 计的基本依据。 (1)根据电池反应写出电极反应； (2)找出两极材料(电极材料)；
4．确定转移的电子数目的方法 (1)正确书写氧化还原反应方程式并标出电子 转移的方向和数目。
(2)通过电池反应中转移电子的数目确定电极 反应中得失的电子数目。
特别提醒：应用以上要点还要掌握一些特殊 的电极反应，理解其本质，并举一反三。
例如：负极反应总是还原剂失电子，常见的 有：
非金属H2等——产物为H＋或H2O等 金属Zn、Fe等——产物为金属阳离子Zn2＋、 Fe2＋等
变式训练2 据报道，美国正在研究用锌电 池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量 大、污染小的特点，其电池反应为2Zn＋ O2===2ZnO，其原料为锌、空气和碱性电 解质溶液，则下列叙述中，正确的是( )
A．锌为正极，空气在负极反应
B．负极发生还原反应，正极发生氧化反应
C．负极的电极反应为Zn＋2OH－―→ZnO ＋H2O＋2e－ D．电池工作时溶液的c(OH－)升高
【答案】 (1)铜(或Cu) AgNO3溶液 (2)正 Ag＋＋e－→Ag Cu→Cu2＋＋2e－ (3)负(Cu) 正(Ag)
1.3化学能转化为电能——电池课件高二化学鲁科版选修四
3、X、Y、Z、W四种金属片插入稀盐 酸中,用导线连接,可以组成原电池, 实验结果如下图所示:
Z>Y
Y>X Z>W X>W
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为___。
Z>Y>X>W
【作业】 《高效导学》
1、完成第16页——巩固训练区 2、课时作业（六）——原电池工 作原理，第7、8题选做。
（限时：30分钟以内）
Cu
ZnSO4溶 液
CuSO4溶液
原电池的工作原理 改进的装置：
盐桥：在U形管中装满用饱和KCl溶液 和琼胶作成的冻胶。
注意：盐桥的作用？ →→通过Cl-向锌盐方向移动，K+向 铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液 一直保持电中性，从而使电子不断 从Zn极流向Cu极，通过盐桥将两个 隔离的电解质溶液连接起来，使电 流持续传导。
1、如何判断原电池的正负极？
2、在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（ ）
关于如图所示装置的叙述，下列叙述正确的是( )
5、原电池电极反应式的书写
Cu2++2e- == Cu
实验3：通过进行学案中一系列实验，探究原电池的构成条件
用途广泛的电池
用于“神六” 笔记本电脑 的太阳能电池 专用电池
人无志向，和迷途的盲人一样。
探究原电池的构成条件
一、原电池的工作原理
1、概念: 将化学能转化成电能的装置叫 做原电池。
2、构成条件：
（1）一般由两个活泼性不同的金属 （或金属与非金属）做电极； （2）两电极插入电解质溶液中； （3）形成闭合回路; （4）自发的氧化还原反应。
判断下列装置是否能形成原电池？
【鲁科版.高中化学】选修4第一章第3节《化学能转化为电能—电池》(第2课时)ppt课件
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
金属腐蚀的快慢比较与金属 的防护
探究导引3 金属腐蚀快慢判断的方法主要 有哪些？ 提示：金属腐蚀快慢的判断方法主要有：一 是与电解质溶液有关，金属在电解质溶液中 的腐蚀要快于在非电解质溶液中的腐蚀，在 强电解质溶液中的腐蚀一般也要快于在弱电 解质溶液中的腐蚀，同一电解质溶液中，
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的 顺序为：强电解质溶液中的腐蚀>弱电解质 溶液中的腐蚀>非电解质溶液中的腐蚀。 (3)对于活动性不同的两种金属，活动性差别 越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属腐 蚀越快。
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
(4)对于同一种电解质溶液，电解质溶液浓度 越大，金属腐蚀越快(除钝化外)。 (5)纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢(纯金 属几乎不腐蚀)。
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
解析：选B。单质铁无论是做原电池的负极, 还是做电解池的阳极，都是失电子生成Fe2＋ 而不是Fe3＋。
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
2．埋在地下的自来水铁管，在下列情况下 被腐蚀的速率最慢的是( ) A．在含有铁元素较多的酸性土壤中 B．在潮湿、疏松的土壤中 C．在自来水的铁管上用导线连接一块锌块 后，再埋入不透气的土壤中 D．在自来水铁管上用导线连接铜块后，再 埋入潮湿、疏松的土壤中
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
(3)电化学保护法：①用锌块形成原电池，牺 牲锌(负极)保护铁(正极)，习惯上叫做牺牲阳 极的阴极保护法。如船壳上打上锌块；②钢 铁外接电源负极形成电解池，使之成为阴极 而被保护，习惯上叫做外加电流的阴极保护 法。如钢闸门接低压直流电负极，石墨接电 源正极做阳极，浸入水中。就防护效果而方 言，②法优于①法。
第一章 化学反应与能量转化
金属腐蚀的快慢比较与金属 的防护
探究导引3 金属腐蚀快慢判断的方法主要 有哪些？ 提示：金属腐蚀快慢的判断方法主要有：一 是与电解质溶液有关，金属在电解质溶液中 的腐蚀要快于在非电解质溶液中的腐蚀，在 强电解质溶液中的腐蚀一般也要快于在弱电 解质溶液中的腐蚀，同一电解质溶液中，
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的 顺序为：强电解质溶液中的腐蚀>弱电解质 溶液中的腐蚀>非电解质溶液中的腐蚀。 (3)对于活动性不同的两种金属，活动性差别 越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属腐 蚀越快。
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
(4)对于同一种电解质溶液，电解质溶液浓度 越大，金属腐蚀越快(除钝化外)。 (5)纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢(纯金 属几乎不腐蚀)。
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第一章 化学反应与能量转化
解析：选B。单质铁无论是做原电池的负极, 还是做电解池的阳极，都是失电子生成Fe2＋ 而不是Fe3＋。
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第一章 化学反应与能量转化
2．埋在地下的自来水铁管，在下列情况下 被腐蚀的速率最慢的是( ) A．在含有铁元素较多的酸性土壤中 B．在潮湿、疏松的土壤中 C．在自来水的铁管上用导线连接一块锌块 后，再埋入不透气的土壤中 D．在自来水铁管上用导线连接铜块后，再 埋入潮湿、疏松的土壤中
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第一章 化学反应与能量转化
(3)电化学保护法：①用锌块形成原电池，牺 牲锌(负极)保护铁(正极)，习惯上叫做牺牲阳 极的阴极保护法。如船壳上打上锌块；②钢 铁外接电源负极形成电解池，使之成为阴极 而被保护，习惯上叫做外加电流的阴极保护 法。如钢闸门接低压直流电负极，石墨接电 源正极做阳极，浸入水中。就防护效果而方 言，②法优于①法。
高中化学1.3.3化学能转化为电能电池第三课时课件鲁科选修4.ppt
实验一：（按下图进行实验）请比较下 列现象的异？
图一
铁与酸反应，铁被腐 铁作负极（阳极）被腐 蚀。腐蚀速率较慢。 蚀腐蚀速率较快。
2024/9/29
1
1、金属的腐蚀的电化学原理
金属表面与周围的物质发生化
学反应或因电化学作用而遭到的破坏， 称为金属腐蚀。
｛ 金属腐蚀分为
化学腐蚀
电化学腐蚀
2024/9/29
2024/9/29
15
练习
保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧
圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通
铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是
[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上
去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能
的是
（D）
A. 它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；
2024/9/29
指针偏转
指针偏 转
4
A A
2024/9/29
请写出下列电极方程式？
正极： 2H++ 2e- =H2
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH溶液反应： Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
图一
铁与酸反应，铁被腐 铁作负极（阳极）被腐 蚀。腐蚀速率较慢。 蚀腐蚀速率较快。
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1
1、金属的腐蚀的电化学原理
金属表面与周围的物质发生化
学反应或因电化学作用而遭到的破坏， 称为金属腐蚀。
｛ 金属腐蚀分为
化学腐蚀
电化学腐蚀
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15
练习
保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧
圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通
铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是
[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上
去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能
的是
（D）
A. 它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；
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指针偏转
指针偏 转
4
A A
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请写出下列电极方程式？
正极： 2H++ 2e- =H2
负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH溶液反应： Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2
4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O
化学选修4鲁科版 第三节 化学能转化为电能--电池(共26张PPT)
第十四讲 化学能与电能
原电池的起源——1800年，伏打电堆
伏特 向拿 破仑 展示 伏打 电堆 的画 作
原电池的起源——1800年，伏打电堆
时间：1800年 人物：意大利科学家亚历山德罗· 伏特 关键词： “伏打电堆”。 解读：由多个单元堆叠而成，每个单元都有一块铜板 和一块锌板，中间由一块浸有盐水/稀酸的布隔开
正极： ——MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质： KOH 电池反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
2.二次电池（可充电电池）
【思考 1】可充电电池在充电时与电源的正负极如 何接？
负接负，正接正 负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4（电极+环境） 正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
【思考】判断下列装置能否构成原电池？
× √
×
√
×
NaCl溶液 ⑨
√
√
√
×
考点一. 原电池原理
3.构成原电池的条件
(1) 自发进行的氧化还原反应 (2) 一般是活泼性不同的两电极。 (3) 形成闭合回路（离子导体+电 子导体） ①电解质溶液（熔融）； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。
考点二. 化学电源
1.一次电池
负极(锌筒)： Zn-2e-=Zn2+ 正极(石墨)： 2NH4++2e-=2NH3+H2 H2+2MnO2=Mn2O3+H2O （去氢 ） 总反应式： Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O
原电池的起源——1800年，伏打电堆
伏特 向拿 破仑 展示 伏打 电堆 的画 作
原电池的起源——1800年，伏打电堆
时间：1800年 人物：意大利科学家亚历山德罗· 伏特 关键词： “伏打电堆”。 解读：由多个单元堆叠而成，每个单元都有一块铜板 和一块锌板，中间由一块浸有盐水/稀酸的布隔开
正极： ——MnO2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质： KOH 电池反应：
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
2.二次电池（可充电电池）
【思考 1】可充电电池在充电时与电源的正负极如 何接？
负接负，正接正 负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4（电极+环境） 正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
【思考】判断下列装置能否构成原电池？
× √
×
√
×
NaCl溶液 ⑨
√
√
√
×
考点一. 原电池原理
3.构成原电池的条件
(1) 自发进行的氧化还原反应 (2) 一般是活泼性不同的两电极。 (3) 形成闭合回路（离子导体+电 子导体） ①电解质溶液（熔融）； ②两电极直接或间接接触； ③两电极插入电解质溶液中。
考点二. 化学电源
1.一次电池
负极(锌筒)： Zn-2e-=Zn2+ 正极(石墨)： 2NH4++2e-=2NH3+H2 H2+2MnO2=Mn2O3+H2O （去氢 ） 总反应式： Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O
化学能转化为电能——电池PPT4(2份打包) 鲁科版
A
G
B
CuSO4溶液
C
G
Zn
Cu
Mg
Al
含杂质C 的Fe片
CCl4溶液
盐酸溶液
D
E
盐酸溶液
F
相互交流，小组进行课堂小结
一、原电池
能量转化 电极材料 电极的确定
化学能→电能 1．两种不同的金属。 或者 2．一种金属和一种非金属导体。 负极：电子流出的极(活泼金属)。 正极：电子流入的极(较不活泼金属或导电非金属)。
流出电子 发生氧化反应
流入电子 发生还原反应
你知道吗 原电池是意大利科学家伏打 于1799年捕捉到原电池的实验 现象，并加以研究，发明了世界 上第一个电池——伏打电池
深入探究一
Zn
ClK+
盐 桥
Cu
稀硫酸
稀硫酸
加入盐桥（提前讲解盐桥的作用）和不加盐 桥，有什么区别？ 利用DIS数字化实验系统，测试电流的变化 情况。
＊活动与探究＊
请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应： Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成一个原电池。 ⑴、电极反应式 ： Fe Cu 负极: Fe －2e－＝ Fe2+ . 正极:
Cu2+ + 2e－＝ Cu .
⑵、电解质溶液：可溶性铜盐 。
CuCl2溶液
⑶、电极材料：
活动性比Fe差的 正极 金属或碳棒
化学能转化为电能----电池
观看视频，思考： 1、什么是金属的腐蚀？ 2、金属的腐蚀对生活和社会，有什么危害？ 3、金属腐蚀的主要原因是什么？
实验探究
Cu Zn
Zn
Cu
Zn
Cu
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1
化学电源的分类
类型 一次电池 二次电池 燃料电池
含义
只能使用一次，不 能充电复原继续使 用的化学电池
放电后能充电复原 继续使用的化学电 池
将燃料燃烧的化学 能直接转变成电能 的电池
示例
酸（或碱）性锌-锰 干电池、银-锌纽扣 电池等
铅蓄电池、镍-镉蓄 电池、镍-氢蓄电池 等
氢氧燃料电池、铝空气燃料电池、熔 融盐燃料电池等
负极(Fe) 2Fe - 4e— == 2Fe2+； 正极(C) O2 + 2H2O + 4e— == 4OH总反应： 2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2
10
11
负极(Fe) Fe - 2e— == Fe2+ 正极(C) 2H+ + 2e— == H2↑ 总反应： Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑
3
负极：Zn +2OH–→ZnO+H2O +2e正极：MnO2+H2O+2e-→Mn (OH)2+2OH– 总反应：Zn +MnO2+H2O=ZnO+ Mn (OH)2
锌筒 （负极） 石墨棒（正极） 锌粉和氢氧化钾
MnO2和C
碱性锌-锰干电池的结构
4
2、铅蓄电池
负极Pb： Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2： PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O
You Know, The More Powerful You Will Be
18
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
19
2
常见化学电源
锌筒
1、锌-锰干电池
负极（锌筒） ：Zn- 2e- = Zn 2+
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
正极（石墨） ：
普通锌-锰干电池 的结构
2NH4+ + 2MnO2 + 2e— = 2NH3↑+ Mn2O3 + H2O
总反应：
Zn + 2NH4+ + 2MnO2 = Zn2+ + 2NH3↑+ Mn2O3 + H2O
C．充电时，阴极上的电极反应为：
Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-
D．放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动
17
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
放电
总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
5
3、燃料电池
氢氧燃料电池是一种 新型的化学电池，其构 造如图示：两个电极均 由多孔性碳制成，通入 的气体由孔隙逸出，并 在电极表面放电。
负极H2：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O 正极O2：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH总反应： O2 + 2H2 = 2H2O
12
3、金属的防护
①改变金属内部的组织结构，制成合金。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③电化学保护法(即将金属作为原电池的正 极)。
13
小结
原电池电极反应式的书写注意事项： （1）注意电极反应：负极氧化，正极还原。 （2）要注意电荷守恒：
①两电极反应转移的电子数相等；
②有可能在电极方程式两边添加H+、OH-、 H2O等，以遵循电荷守恒和质量守恒。
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
15
⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强 （pH＜4.3）
水膜酸性很弱或中性
电 极 反应
负极 正极
总反应式
Fe - 2e— = Fe2+
2H++2e- =H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑
O2+2H2O+4e- =4OH— 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
16
练习2：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电
解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发 生的反应：
放电
Fe+NiO2+2H2O 充电 Fe(OH)2+Ni(OH)2 下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是( B、D ) A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B．蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶中
（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发 生反应。
14
金属的腐蚀及其防护
金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体
进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其 本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
电化腐蚀
条件 本质
金属跟非金属单质 直接接触
金属被氧化
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
6
三、金属的电化学腐蚀
1、化学腐蚀
金属跟接触到的物质直接发生化学反 应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
这类反应比较简 单，仅仅是金属跟氧 化剂之间的氧化还原 反应。
7
2、电化学腐蚀
不纯的金属跟电解质溶液接触时，会 发生原电池反应，比较活泼的金属失电子 而被氧化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。
8
9
1、在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层水膜。 2、水膜里含有少量H+和OH—，还溶解了O2，在钢 铁表面形成一层电解质溶液。 3、钢铁里的铁和碳以及电解质溶液形成了无数微 小的原电池。 4、钢铁腐蚀的原电池反应：
化学电源的分类
类型 一次电池 二次电池 燃料电池
含义
只能使用一次，不 能充电复原继续使 用的化学电池
放电后能充电复原 继续使用的化学电 池
将燃料燃烧的化学 能直接转变成电能 的电池
示例
酸（或碱）性锌-锰 干电池、银-锌纽扣 电池等
铅蓄电池、镍-镉蓄 电池、镍-氢蓄电池 等
氢氧燃料电池、铝空气燃料电池、熔 融盐燃料电池等
负极(Fe) 2Fe - 4e— == 2Fe2+； 正极(C) O2 + 2H2O + 4e— == 4OH总反应： 2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe(OH)2
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负极(Fe) Fe - 2e— == Fe2+ 正极(C) 2H+ + 2e— == H2↑ 总反应： Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑
3
负极：Zn +2OH–→ZnO+H2O +2e正极：MnO2+H2O+2e-→Mn (OH)2+2OH– 总反应：Zn +MnO2+H2O=ZnO+ Mn (OH)2
锌筒 （负极） 石墨棒（正极） 锌粉和氢氧化钾
MnO2和C
碱性锌-锰干电池的结构
4
2、铅蓄电池
负极Pb： Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2： PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O
You Know, The More Powerful You Will Be
18
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
19
2
常见化学电源
锌筒
1、锌-锰干电池
负极（锌筒） ：Zn- 2e- = Zn 2+
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
正极（石墨） ：
普通锌-锰干电池 的结构
2NH4+ + 2MnO2 + 2e— = 2NH3↑+ Mn2O3 + H2O
总反应：
Zn + 2NH4+ + 2MnO2 = Zn2+ + 2NH3↑+ Mn2O3 + H2O
C．充电时，阴极上的电极反应为：
Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-
D．放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动
17
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
放电
总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
5
3、燃料电池
氢氧燃料电池是一种 新型的化学电池，其构 造如图示：两个电极均 由多孔性碳制成，通入 的气体由孔隙逸出，并 在电极表面放电。
负极H2：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O 正极O2：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH总反应： O2 + 2H2 = 2H2O
12
3、金属的防护
①改变金属内部的组织结构，制成合金。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③电化学保护法(即将金属作为原电池的正 极)。
13
小结
原电池电极反应式的书写注意事项： （1）注意电极反应：负极氧化，正极还原。 （2）要注意电荷守恒：
①两电极反应转移的电子数相等；
②有可能在电极方程式两边添加H+、OH-、 H2O等，以遵循电荷守恒和质量守恒。
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
15
⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强 （pH＜4.3）
水膜酸性很弱或中性
电 极 反应
负极 正极
总反应式
Fe - 2e— = Fe2+
2H++2e- =H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑
O2+2H2O+4e- =4OH— 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
16
练习2：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电
解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发 生的反应：
放电
Fe+NiO2+2H2O 充电 Fe(OH)2+Ni(OH)2 下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是( B、D ) A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B．蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶中
（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发 生反应。
14
金属的腐蚀及其防护
金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体
进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其 本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
电化腐蚀
条件 本质
金属跟非金属单质 直接接触
金属被氧化
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
6
三、金属的电化学腐蚀
1、化学腐蚀
金属跟接触到的物质直接发生化学反 应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。
这类反应比较简 单，仅仅是金属跟氧 化剂之间的氧化还原 反应。
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2、电化学腐蚀
不纯的金属跟电解质溶液接触时，会 发生原电池反应，比较活泼的金属失电子 而被氧化，这种腐蚀叫电化学腐蚀。
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1、在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层水膜。 2、水膜里含有少量H+和OH—，还溶解了O2，在钢 铁表面形成一层电解质溶液。 3、钢铁里的铁和碳以及电解质溶液形成了无数微 小的原电池。 4、钢铁腐蚀的原电池反应：