电池的工作原理.ppt

电化学：指研究化学能与电能之间相互转 换的装置、过程和效率的科学。 简单原电池的正负极和电子流向如何判断？ 负极（–）： [想一想]用活泼性不同的两种金属作为电极形成原电池时，较活泼的金属一定是原电池的负极吗？ 提示：不一定。如将镁、铝插入氢氧化钠溶液中形成原电池，镁较活泼，但因为镁不与氢氧化钠溶液反应，而铝 与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，铝被氧化是负极，则镁条为正极。 灵犀一点： 原电池反应的实质是负极发生氧化反应，失去电子，正极发生还原反应，得到电子。对于具体问题要具体分析，不能想当然，不然就会落入出题者的陷阱当中，如：①铁、铜和浓硝酸组成的电池，虽然铁的活泼性比较强，但Fe与浓HNO3发生钝化，而铜不可以，因此铜做负极，铁做正极。②镁、铝和NaOH溶液组成原电池，做负极的应该是铝，而不是镁。 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶。 正极（铜电极）： Cu2+ + 2e- = Cu 负极（锌电极）： Zn - 2e- = Zn2+ ①电解质溶液的选择 电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜-锌-硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。 3.为获得较长时间的稳定电流,如何将由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？ 【小结】 【案例1】　(2010·广东理综)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　) 2、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　) ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极　②正极反应为Ag＋＋e－===Ag　③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作　④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A. ①②　　　B．②③　　C．②④　　　D．③④ 【案例2】　(2009·福建理综)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　) 3、　依据氧化还原反应2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示： * * 过程及装置分按电化学反应 2. 由电能转化为化学能的装置 (如:电解池) ｛ 1. 由化学能转化为电能的装置 (如:原电池等) 知识回顾： 探究一： 预测Ｐ１3[实验1] 的现象和结论 现象: 锌粉溶解,有红色物质析出,温度计显示温度迅速上升. 结论: Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 化学能 热能 探究二： 预测Ｐ１3[实验2] 的现象和结论 现象: 锌片变细,铜片变粗,电流计指针发生偏转. 结论: 化学能 电能 Zn-2e-=Zn2+ Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 2e- Cu2++2e-=Cu 一、原电池 1、定义：把化学能转变为电能的装置。 a、构成条件： 2、原 电 池的工作原理 (1)有两个活性不同的电极 (2)有电解质溶液 (3)能形成闭合回路 (4)有自发进行的氧化还原反应 酒精 稀H2SO4 稀H2SO4 A B C D E CuSO4 原电池 “负极出电子，电子回正极” 失电子 氧化反应 得电子 还原反应 b、原 电 池 工作原理示意图 是不活泼金属或非金属， 正极（+）： 是活泼金属， 本身失去电子， 发生氧化反应。 进电子 ， 本身不反应， 得电子发生还原反应。 是溶液中的阳离子 【思考】 这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（Primary Cell） 盐桥的作用： 使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。这样可以大大提高 电池效率。 知识拓展： 原电池是由两个半电池组成的；半电池包括电极材料和电解质溶液，两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。半电池中的反应就是半反应即电极反应。所以半电池又叫电极。 电池反应： Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+（总反应） 原电池正负极的判断方法及电极反应、电池反应的书写 练习 ⒈ 判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式和总反应式。 ① ② ③ (×) (×) (∨) 2H++2e-＝H2↑ 负极： 总反应： 正极： Zn－2e-＝Zn2+ Zn+2H+＝Zn2