原电池原理及其应用培训课件.ppt

原电池原理及其应用 * 问题1:下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过?下列装置是否为原电池? * 构成原电池条件 ①电解质溶液 ②活泼性不同的两电极 ③形成闭合回路 * 问题2：有电流说明有电能产生, 电能是怎样转化来的? 例1、Zn、 Cu作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：①Cu作____极, ② Zn作____极 电极反应式是：负极___________, 正极_____________, 总反应式是___________________________ 正 负 Zn -2e-= Zn 2+ 2H++2e-=H2↑ Zn +H2SO4= Zn SO4+H2↑ * * 1、原电池的反应原理 自发进行的氧化还原反应 化学能转化为电能 2、原电池电极的判断 负极—相对活泼-失电子-电子流出-发生氧化反应 正极—相对不活泼-得电子-电子流入-发生还原反应 3.离子移动方向：阳离子 正极，阴离子 负极 * 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。 * 盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶。 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。 * 原电池电极反应式的书写注意事项：（1） 找出两极放电的物质，负氧正还。（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH—、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。 小结 * 原电池应用 负极（锌筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正极（石墨） ： 2NH4+ +2e-= 2NH3↑+ 2H2↑ 总反应：Zn+2NH4+=Zn 2++2NH3↑+2H2↑ 1、锌-锰干电池(酸性） 常用电池的电极反应和电池总反应式书写 * 2、铅蓄电池 负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O 总反应： * 钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO， 3、银-锌电池 负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag * 电极: Pt制作的惰性电极 电解质溶液: KOH溶液 负极: 2H2 - 4e- + 4OH- ＝4H2O 正极: O2 + 2H2O + 4e- ＝4OH- 总反应：2H2+ O2＝2H2O 拓展创新 氢氧燃料电池 若为酸性介质，试写出电极反应式？ 思考: 负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+ 正极: O2+ 4H+ + 4e- ＝ 2H2O 4、新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/海水-空气电池) * 5、海水电池（电解质溶液为海水） 负极：4Al-12e—=4Al3+， 正极：3O2+6H2O+12e—=12OH— 总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 6、锂电池（非水有机溶剂电解液） 负极：2Li-2e—=2Li+，正极：I2+2e—=2I—， 总反应：2Li+I2=2LiI 跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。 * 1、 2、 金属阳离子 失e- 氧化反应 金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 （常见普遍） 金属腐蚀及防护 金属原子 金属腐蚀的本质： 3、 金属腐蚀： 是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化—还原）而腐蚀损耗的过程。 * 钢铁表面形成的微小原电池示意图 钢铁的腐蚀 * 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 * Fe2O3 · nH2O （铁锈） 通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性。 水膜呈中性或酸性很弱。 CO2+H2OH2CO3  H++HCO 3- 电极反应 负极Fe(- ) Fe-2e=Fe2+ 2Fe-4e=2Fe2+ 正极C(+) 2H++2e=H2↑ O2+2H2O+4e=4OH- 总反应: Fe+2H+=Fe2+↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH