南京市金陵中学化学课件原电池w2
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盐桥的作用是什么？ 可使由它连接的两溶液 保持电中性，保障了电子 可以通过外电路从锌到铜 的不断转移，使锌的溶解 和铜的析出过程得以继续 进行。
原电池
➢氧化还原反应的实质 电子的转移
2e-
2Na + Cl2 == 2NaCl 电子的得失
2e-
H2 + Cl2 == 2HCl 共用电子对的偏移
氧化还原反应中的电子转移提供了将化学 能直接转化成电能的可能性
➢ 实验回顾
Zn
Cu
H2SO4
Zn
Cu
H2SO4
1、将锌片、铜片分别插入稀硫酸中，观察现象。 锌表面有气泡生成，铜片表面无变化
CH4 +2O2 == CO2 + 2H2O CH4 +2O2 + 2OH- == CO32- + 2H2O
➢改变电解质
例、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通 入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧 化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下 列对该燃料电池说法正确的是
A．在熔融电解质中，O2-由负极移向正极 B．电池的总反应是：2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e- = 2O2D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e- + 13O2- == 4CO2 + 5H2O
正极
2H＋＋2e-＝H2↑
（还原反应， 得e-）
2e-
总反应离子方程式： Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑
➢原电池中电极的判断
正极： 电流流出 电子流入
还原反应
负极： 电流流入 电子流出
氧化反应
➢原电池中电流回路的形成：
Zn
Cu
H2SO4
外电路电子流方向：负极→正极 电流方向：正极→负极 电池内部：离子定向移动
负极：2H2 – 4e- == 4H+ 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
➢ 电解质溶液的酸碱性对电极反应的影响 负极：2H2 – 4e- == 4H+ 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
酸性条件下 负极：2H2 – 4e- == 4H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O
离子迁Байду номын сангаас的动力：浓度差的驱动
二、组成原电池的条件
（1）自发进行的氧化还原反应
（2） 有两种活动性不同的金属（或一种是非金 属导体）作电极
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼金属或其它能导电的非金属 （3）有电解质溶液 （4） 形成闭合电路
➢原电池电极反应的书写过程： 1、写出总反应方程式
2、画单线桥
正极：Ag2O和石墨组成的活性材料 负极：锌汞合金组成的负极活性材料 电解质溶液：浓KOH溶液 负极： Zn+2OH- - 2e- = ZnO+H2O 正极： Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-
Ag2O+Zn=2Ag+ZnO
(2)充电电池 (二次电池) 可充电，发生放电时氧化还原反应的逆反应
③熔融金属氧化物 O2 + 4e- = 2O2-
④熔融碳酸盐 O2 + 4e- +2CO2 = 2CO32-
➢实验的细节 —— 解释Zn表面的气体现象
外电路的电阻对电流分配的影响
电池效率的降低
C
Zn Fe
H2SO4
Zn H2SO4
盐桥的使用—电池效率的提高
盐桥中装有饱和KCl溶液 和琼脂制成的胶冻，胶 冻的作用是防止管中溶 液流出。
2、将锌片、铜片分别插入稀硫酸中，并用连有检流 计的导线连接，观察观察现象。
检流计指针偏转，铜片表面有气泡生成。
一、原电池及其本质 原电池：将化学能转变成电能的装置 本质：一个能自发进行的氧化还原反应
➢原电池的电极反应方程式 负极
Zn －2e-＝Zn2＋ （氧化反应， 失e-）
Zn
Cu
H2SO4
3、根据电子得失，判断正负极，写出氧化反应（负极） 和还原反应（正极）
4、根据电极方程式判断电池内部离子迁移方向等其他 问题
原电池原理的应用--实用化学电源 （1）一次电池
①普通锌锰干电池
电池的容量小，在 放电过程中容易发生气 胀或漏液。
负极：Zn – 2e- == Zn2+ 正极：2NH4+ +2MnO2 + 2e- == 2NH3 + Mn2O3 + H2O Zn＋2MnO2＋2NH4+ == Mn2O3 + Zn2+ + 2NH3 + H2O
总反应：
_________________________。
熔
融
电 解 质
O2 CO2 多孔
溶 正极
液 材料
➢关于燃料电池
负极：燃料（H2、CO、烃类、甲醇等）
正极：O2
正极电极方程式
电解质：①酸性溶液
O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O
②碱性溶液
O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
例、熔融盐燃料电池具有高的发电
效率，因而受到重视，可用 Li2CO3 和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质， CO为负极燃气，空气与CO2的混和 气为正极燃气，制得在650℃下工作 的燃料电池。完成有关的电池反应 CO
式。
负极：2CO+2CO32- -4e- → 4CO2 多孔
正极：
负极
________________________， 材料
②碱性电池
负极：Zn + 2OH- - 2e- =Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnOOH +2OH-
容量高，适合于大电流连 续放电。还具有优良的低温 性能，储存性能和防漏性能。
总反应：Zn+2MnO2+2H2O = 2MnOOH +Zn(OH)2 氢氧化氧锰
③银锌电池 (纽扣电池)
碱性条件下 — 有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀 负极：2H2 + 4OH- – 4e- == 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
➢ 改变燃料 负极：2H2 + 4OH- – 4e- == 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH- CHH24 负极：CH4 + 10OH- – 8e- == CO32- + 7H2O 正极：O2 + 2H2O + 8e- == 8OH-
➢铅蓄电池
已知：PbSO4难溶于水 Pb + PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + 2H2O
负极：Pb + SO42- - 2e- == PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- == PbSO4 + 2H2O
(3)燃料电池
燃料电池的反应方程式：
4e-
2H2 + O2 == 2H2O
原电池
➢氧化还原反应的实质 电子的转移
2e-
2Na + Cl2 == 2NaCl 电子的得失
2e-
H2 + Cl2 == 2HCl 共用电子对的偏移
氧化还原反应中的电子转移提供了将化学 能直接转化成电能的可能性
➢ 实验回顾
Zn
Cu
H2SO4
Zn
Cu
H2SO4
1、将锌片、铜片分别插入稀硫酸中，观察现象。 锌表面有气泡生成，铜片表面无变化
CH4 +2O2 == CO2 + 2H2O CH4 +2O2 + 2OH- == CO32- + 2H2O
➢改变电解质
例、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通 入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧 化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下 列对该燃料电池说法正确的是
A．在熔融电解质中，O2-由负极移向正极 B．电池的总反应是：2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e- = 2O2D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e- + 13O2- == 4CO2 + 5H2O
正极
2H＋＋2e-＝H2↑
（还原反应， 得e-）
2e-
总反应离子方程式： Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑
➢原电池中电极的判断
正极： 电流流出 电子流入
还原反应
负极： 电流流入 电子流出
氧化反应
➢原电池中电流回路的形成：
Zn
Cu
H2SO4
外电路电子流方向：负极→正极 电流方向：正极→负极 电池内部：离子定向移动
负极：2H2 – 4e- == 4H+ 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
➢ 电解质溶液的酸碱性对电极反应的影响 负极：2H2 – 4e- == 4H+ 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
酸性条件下 负极：2H2 – 4e- == 4H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O
离子迁Байду номын сангаас的动力：浓度差的驱动
二、组成原电池的条件
（1）自发进行的氧化还原反应
（2） 有两种活动性不同的金属（或一种是非金 属导体）作电极
负极：较活泼的金属 正极：较不活泼金属或其它能导电的非金属 （3）有电解质溶液 （4） 形成闭合电路
➢原电池电极反应的书写过程： 1、写出总反应方程式
2、画单线桥
正极：Ag2O和石墨组成的活性材料 负极：锌汞合金组成的负极活性材料 电解质溶液：浓KOH溶液 负极： Zn+2OH- - 2e- = ZnO+H2O 正极： Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-
Ag2O+Zn=2Ag+ZnO
(2)充电电池 (二次电池) 可充电，发生放电时氧化还原反应的逆反应
③熔融金属氧化物 O2 + 4e- = 2O2-
④熔融碳酸盐 O2 + 4e- +2CO2 = 2CO32-
➢实验的细节 —— 解释Zn表面的气体现象
外电路的电阻对电流分配的影响
电池效率的降低
C
Zn Fe
H2SO4
Zn H2SO4
盐桥的使用—电池效率的提高
盐桥中装有饱和KCl溶液 和琼脂制成的胶冻，胶 冻的作用是防止管中溶 液流出。
2、将锌片、铜片分别插入稀硫酸中，并用连有检流 计的导线连接，观察观察现象。
检流计指针偏转，铜片表面有气泡生成。
一、原电池及其本质 原电池：将化学能转变成电能的装置 本质：一个能自发进行的氧化还原反应
➢原电池的电极反应方程式 负极
Zn －2e-＝Zn2＋ （氧化反应， 失e-）
Zn
Cu
H2SO4
3、根据电子得失，判断正负极，写出氧化反应（负极） 和还原反应（正极）
4、根据电极方程式判断电池内部离子迁移方向等其他 问题
原电池原理的应用--实用化学电源 （1）一次电池
①普通锌锰干电池
电池的容量小，在 放电过程中容易发生气 胀或漏液。
负极：Zn – 2e- == Zn2+ 正极：2NH4+ +2MnO2 + 2e- == 2NH3 + Mn2O3 + H2O Zn＋2MnO2＋2NH4+ == Mn2O3 + Zn2+ + 2NH3 + H2O
总反应：
_________________________。
熔
融
电 解 质
O2 CO2 多孔
溶 正极
液 材料
➢关于燃料电池
负极：燃料（H2、CO、烃类、甲醇等）
正极：O2
正极电极方程式
电解质：①酸性溶液
O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O
②碱性溶液
O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
例、熔融盐燃料电池具有高的发电
效率，因而受到重视，可用 Li2CO3 和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质， CO为负极燃气，空气与CO2的混和 气为正极燃气，制得在650℃下工作 的燃料电池。完成有关的电池反应 CO
式。
负极：2CO+2CO32- -4e- → 4CO2 多孔
正极：
负极
________________________， 材料
②碱性电池
负极：Zn + 2OH- - 2e- =Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnOOH +2OH-
容量高，适合于大电流连 续放电。还具有优良的低温 性能，储存性能和防漏性能。
总反应：Zn+2MnO2+2H2O = 2MnOOH +Zn(OH)2 氢氧化氧锰
③银锌电池 (纽扣电池)
碱性条件下 — 有效地防止电解质溶液对外壳的腐蚀 负极：2H2 + 4OH- – 4e- == 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
➢ 改变燃料 负极：2H2 + 4OH- – 4e- == 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH- CHH24 负极：CH4 + 10OH- – 8e- == CO32- + 7H2O 正极：O2 + 2H2O + 8e- == 8OH-
➢铅蓄电池
已知：PbSO4难溶于水 Pb + PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + 2H2O
负极：Pb + SO42- - 2e- == PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- == PbSO4 + 2H2O
(3)燃料电池
燃料电池的反应方程式：
4e-
2H2 + O2 == 2H2O