原电池、电解原理及其应用专讲义题8.ppt
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［学与问］在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知 道电池的其它应用吗？
化学电池
将化学能转换Baidu Nhomakorabea电能的装置
电池
太阳能电池
将太阳能转换成电能的装置
原子能电池
将放射性同位素自然衰变时产生的热 能通过热能转换器转变为电能的装置
10
知识点1：化学电池
1)概念: 将化学能变成电能的装置
①一次电池又称不可充电电池——如：干电池 2)分类: ②二次电池又称充电电池——蓄电池
（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极 是____极，其电极反应为_____________， 该反应是________反应；Cu电极是____极， 其电极反应为_______________,该反应_________反应.
2
2、原 电 池 原 理
失e，沿导线传递，有电流产生
外电路
氧化反应 Zn-2e=Zn2+
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，
将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将 KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。 8
得出结论
盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷。 在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完
精品
原电池、电解原理及其应用专题8.ppt
一、原电池
1、概念：原电池是___将__化__学__能__转__化__为__电__能___的装置。 原电池反应的本质是_____氧__化__还__原__反__应_____反应。
例：如右图所示，组成的原电池： （1）当电解质溶液为稀H2SO4时： Zn电极是____（填“正”或“负”）极， 其电极反应为_______________，该反应 是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu电极是______极，其电极反应为 _______________,该反应是_________反应。
2NH4Cl+Zn+2MnO2=ZnCl2＋2NH3↑+Mn2O3+H2O
请写出各电极的电极反应。
12
练：写出锌锰干电池的电极反应和总化学反
应方程式。
负极————Zn—-2—e—-=Z—n—2+——————— 正极———2—N—H4—++—2—e-=—2—N—H3—+H—2———
总反应—Z—n—+2—N—H—4+=—Z—n2—++—2—NH—3—+H—2—
为了避免发生这种现象，设计如下图所示的原电池装置， 你能解释它的工作原理吗？
6
锌半电池， 铜半电池
此电池的优点： 能产生持续、稳定的电流。7
实验探索
实验：
实验现象： 有盐桥存在时电流计指针发
生偏转，即有电流通过电路。 取出盐桥，电流计指针即回
到零点，说明没有电流通过。
分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？ 盐桥在此的作用是什么？
成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶 液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+ 变为Cu ，使得 SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻 止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。
由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩 散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的 电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到 锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解 质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。
通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变
化判断它已经不能正常供电了？ __锌_筒__变__软__，__电_池__表__面__变__得_不__平__整____我们在
使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，
（根据电子流动
方向）
电子流入的极 ——正极
宏观判断：
较活泼的电极材料 ——负极 ①根据电极材料
较不活泼的电极材料——正极
②根据原电池电极 发生氧化反应的极 ——负极
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
④根据电极有气泡冒出： 工作后，有气泡冒出的电极为正极 5
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
③电池的储存时间的长短
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(一) 一次电池
1、干电池(普通锌锰电池）
干电池用锌制桶形外壳作 负极，位于中央的顶盖有 铜帽的石墨作正极，在石 墨周围填充NH4Cl、 ZnCl2和淀粉作电解质溶 液填，充还MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生 极化现象。电极总的反应式为：
二、对原电 池工作原理的进一步探究
？提出问题： 右图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜 片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电池， 不但效率低，而且时间稍长电流就很快减 弱，因此不适合实际应用。这是什么原因 造成的呢？有没有什么改进措施？
造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气 泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内 阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。
3、原电池的形成条件： 两极一液一连线 ✓（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质 或金属氧化物）作电极。 ✓ （2）电极材料均插入电解质溶液中。 ✓ （3）两极相连形成闭合电路。 ✓ （4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。
4
4、原电池的正负极的判断方法
微观判断 电子流出的极 ——负极
负极 铜锌原电池 正极
阳离子 电解质 溶液
阴离子 盐桥 阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
电 负极：Zn-2e- =Zn2+ （氧化反应）
极 反 应
正极：Cu2++2e- =Cu （还原反应）
总反应： Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(离子方程式）
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu （化学方程式）3
③燃料电池
①能量转换效率高，供能稳定可靠。
3)优点:
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池
和电池组，使用方便。 ③易维护，可在各种环境下工作。
4)电池优劣的判断标准:
①比能量 ［符号(A· h/kg)，(A· h/L)］
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
②比功率 [符号是W/kg，W/L)]
［学与问］在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知 道电池的其它应用吗？
化学电池
将化学能转换Baidu Nhomakorabea电能的装置
电池
太阳能电池
将太阳能转换成电能的装置
原子能电池
将放射性同位素自然衰变时产生的热 能通过热能转换器转变为电能的装置
10
知识点1：化学电池
1)概念: 将化学能变成电能的装置
①一次电池又称不可充电电池——如：干电池 2)分类: ②二次电池又称充电电池——蓄电池
（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极 是____极，其电极反应为_____________， 该反应是________反应；Cu电极是____极， 其电极反应为_______________,该反应_________反应.
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2、原 电 池 原 理
失e，沿导线传递，有电流产生
外电路
氧化反应 Zn-2e=Zn2+
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，
将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将 KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。 8
得出结论
盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。
（2）平衡电荷。 在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完
精品
原电池、电解原理及其应用专题8.ppt
一、原电池
1、概念：原电池是___将__化__学__能__转__化__为__电__能___的装置。 原电池反应的本质是_____氧__化__还__原__反__应_____反应。
例：如右图所示，组成的原电池： （1）当电解质溶液为稀H2SO4时： Zn电极是____（填“正”或“负”）极， 其电极反应为_______________，该反应 是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu电极是______极，其电极反应为 _______________,该反应是_________反应。
2NH4Cl+Zn+2MnO2=ZnCl2＋2NH3↑+Mn2O3+H2O
请写出各电极的电极反应。
12
练：写出锌锰干电池的电极反应和总化学反
应方程式。
负极————Zn—-2—e—-=Z—n—2+——————— 正极———2—N—H4—++—2—e-=—2—N—H3—+H—2———
总反应—Z—n—+2—N—H—4+=—Z—n2—++—2—NH—3—+H—2—
为了避免发生这种现象，设计如下图所示的原电池装置， 你能解释它的工作原理吗？
6
锌半电池， 铜半电池
此电池的优点： 能产生持续、稳定的电流。7
实验探索
实验：
实验现象： 有盐桥存在时电流计指针发
生偏转，即有电流通过电路。 取出盐桥，电流计指针即回
到零点，说明没有电流通过。
分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？ 盐桥在此的作用是什么？
成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶 液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+ 变为Cu ，使得 SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻 止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。
由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩 散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的 电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到 锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解 质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。
通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变
化判断它已经不能正常供电了？ __锌_筒__变__软__，__电_池__表__面__变__得_不__平__整____我们在
使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，
（根据电子流动
方向）
电子流入的极 ——正极
宏观判断：
较活泼的电极材料 ——负极 ①根据电极材料
较不活泼的电极材料——正极
②根据原电池电极 发生氧化反应的极 ——负极
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
④根据电极有气泡冒出： 工作后，有气泡冒出的电极为正极 5
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
③电池的储存时间的长短
11
(一) 一次电池
1、干电池(普通锌锰电池）
干电池用锌制桶形外壳作 负极，位于中央的顶盖有 铜帽的石墨作正极，在石 墨周围填充NH4Cl、 ZnCl2和淀粉作电解质溶 液填，充还MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生 极化现象。电极总的反应式为：
二、对原电 池工作原理的进一步探究
？提出问题： 右图是我们在必修2中学习过的将锌片和铜 片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电池， 不但效率低，而且时间稍长电流就很快减 弱，因此不适合实际应用。这是什么原因 造成的呢？有没有什么改进措施？
造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集了许多氢气 泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内 阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。
3、原电池的形成条件： 两极一液一连线 ✓（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质 或金属氧化物）作电极。 ✓ （2）电极材料均插入电解质溶液中。 ✓ （3）两极相连形成闭合电路。 ✓ （4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。
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4、原电池的正负极的判断方法
微观判断 电子流出的极 ——负极
负极 铜锌原电池 正极
阳离子 电解质 溶液
阴离子 盐桥 阳离子
还原反应 Cu2++2e- =Cu
内电路
电 负极：Zn-2e- =Zn2+ （氧化反应）
极 反 应
正极：Cu2++2e- =Cu （还原反应）
总反应： Zn+Cu2+=Zn2++Cu
(离子方程式）
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu （化学方程式）3
③燃料电池
①能量转换效率高，供能稳定可靠。
3)优点:
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池
和电池组，使用方便。 ③易维护，可在各种环境下工作。
4)电池优劣的判断标准:
①比能量 ［符号(A· h/kg)，(A· h/L)］
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
②比功率 [符号是W/kg，W/L)]