化学能与电能 ppt课件

2H++2e- =H2↑ 内电路
电 负极：Zn-2e- =Zn2+ （氧化反应）
极 反 应
正极：2H++2e- =H2↑ （还原反应）
总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑
(离子方程式）
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ （化学方程式）
与原 电 池 相关的概念
外电路
1.电路：
内电路
电子流向：负极流向正极 电流方向：正极流向负极 阴离子流向负极
阳离子流向正极
2.电极：负极：电子流出的一极
正极：电子流入的一极
负极： Zn－2e-＝ Zn2+
3.电极反应式：
正极： 2H++ 2e-＝ H2↑
4.总反应式：Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑
4、构成条件： 前提条件：自发的氧化还原反应
(1)活泼性不同的两种金属 (或金属与非金属导体)做电极
(4) (2) (1) (3)
原电池原理应用：(4)判断溶液pH值变化
例4： 在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为 0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为—0—.0—15— mol,溶 液的pH值变_大________？（溶液体积变化忽略不计）
是__氧__化__（填“氧化”或“还原”，下同）反
应；
正
C_（是2_u_H2_电负_） _+__极_当_+_极是2_电e_，_-_解_=_其_H_质__电_2_溶↑__极极,液该反，为反应其C应为u电S是Z_O极_4n_溶__反_－_液还__应__2时_原_为e__：__-__=_Z反_Zn_应电，n。极2+
D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；
原电池原理应用：(2)比较反应速率
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。
例3： 下列装置中四块相同的Zn片，放置一段 时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是
解： 根据电极反应： 负极： Zn－2e-＝Zn2+ 正极： 2H++2e- ＝H2↑
得： 2H+ —— 2e——H2↑
2
2 22.4
x
y 0.168
解得：
x ＝0.015 (mol) y ＝0.015 (mol)
∴ c(H+)余＝0.2×0.1250×.22－0.015 ＝3.75× 10﹣ 4(mol/L )
复习回顾
1、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。
2、如右图所示，组成的原电池：
（Zn1电）极当是电_解_负_质_（溶填液“为正稀”H或2SO“4负时”：）极，
其电极反应为_Z_n__－__2__e__- _=_Z__n_，2+该反应
(2)电解质溶液
(3)形成闭合回路
化学电源
空气电池
锂电池
(1)干电池的构造是什么样的?
(2)干电池的负极和正极分别是什么? 电解质溶液又是什么?
(3)干电池使用久了会发生什么现象? (4)什么叫做充电电池?铅蓄电池的构 造是什么样的? (5)铅蓄电池负极和正极分别是什么? 电解质溶液又是什么? (6)废旧电池是否应该回收?为什么?
∴pH ＝-lg3.75 ×10－4 ＝4 -lg3.75
答：……
原电池原理应用： (5)原电池原理的综合应用
例5：市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、
炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。 “热敷袋”启
用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时，打开
塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后，会发
现有大量铁锈存在。 1)“热敷袋”是利用 铁被氧化
三、原电池的主要应用：
1.利用原电池原理设计新型化学电池；
2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸 反应制取氢气； 3.进行金属活动性强弱比较； 4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极 而受到保护。如在铁器表面镀锌。
5.解释某些化学现象
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；
放出热量。
2) 2)炭粉的主要作用是
。
与铁屑、氯化钠溶液构成原电池，加速铁屑的氧化
3) 3)加入氯化钠的主要作用是
。
氯化钠溶于水、形成电解质溶液
4)4)木屑的作用是使用“热敷袋”时受热均匀 。
拓展练习
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的 现象。
氢 氧 燃 料 电 池
2H2+4OH--4e =4H2O
O2+2H2O+4e=4OH-
:KOH
新型燃料电池
负极:2H2－4e- +4OH- ==4H2O 正极:O2+2H2O+4e- ==4OH总反应:2H2+O2==2H2O 电极:燃多料孔电镍池不是把电还解原质剂、:K氧O化H剂物质全
部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外 界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
干 电 池
负极:Zn-- 2e- ==Zn2+ 正极(C):2NH4++ 2e- ==2NH3↑+2H2 ↑
上图是锌－锰干电池
体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运 而生。这类电池的重要特征是电解液由原来 的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电 流大幅度提高。
铅蓄电池
负极:Pb+SO42--2e-==PbSO4↓
正极:PbO2+4H++SO42- +2e-
==PbSO4↓+2H2O
放电
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4== PbSO4+
2H2O
பைடு நூலகம்
锂电池
锂是密度最小的金属，用锂作为电 池的负极，跟用相同质量的其他金属作 负极相比较，使用寿命大大延长。
该反应是___氧__化___反应；Cu电极是__正__极，
其电极反应为C_u__2+__+__2_e__- _=__C__u,该反应____还__原___反应.
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+
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