原电池电解原理及其的应用.ppt

固体氢氧燃料电池 固体电解质介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极 正极 负极 正极 2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O O2 + 4e-= 2O2－ 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 它是以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通入甲烷 和氧气。电极反应为： 负极： 正极： 电池总反应： 2O2+ 4H2O +8e-= 8OH - CH4+ 10OH --8e-= CO32- + 7H2O CH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O 甲烷新型燃料电池 分析溶液的pH变化。电解质为KOH溶液 若用C2H6、CH3OH呢？ C2H6燃料电池、电解质为KOH溶液 负极： 正极： 电池总反应： CH3OH燃料电池、电解质为KOH溶液 负极： 正极： 电池总反应： 7O2+ 14H2O +28e-=28OH - 2C2H6+ 36OH --28e-= 4CO32- + 24H2O 2C2H6+ 7O2 +8KOH = 4K2CO3 + 10 H2O 3O2+6H2O +12e-= 12OH - 2CH3OH+ 16OH --12e-= 2CO32- + 12H2O 2CH3OH+ 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6 H2O C4H10、空气燃料电池、电解质为熔融K2CO3, 用稀土金属材料作电极（具有催化作用） 负极： 正极： 电池总反应： 13O2 +52e- + 26CO2 =26CO3 2- 2C4H10 -52e- + 26CO32-- = 34 CO2+ 10H2O 2C4H10+ 13O2 = 8CO2 + 10 H2O 铝——空气燃料电池（海水）： 负极： 正极： 电池总反应： 3O2 +12e- + 6H2O =12OH- 4Al -12e- = 4Al3+ 4Al +3O2 +6H2O = 4Al(OH)3 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。 三、原电池的主要应用： 5.解释某些化学现象 (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.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极； 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； D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强； （C） (四)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 粗锌和 1mol/L 盐酸； B. A. 纯锌和1mol/L 硫酸； 纯锌和18 mol/L 硫酸； C. 粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。 D. （ D ） 原电池原理应用： (3)比较金属腐蚀的快慢 例3： 下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4) 原电池原理应用： 例4： 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 (4) (2) (1) (3) 例5：原电池设计： 1、用Zn、Fe、Al分别与Ag或Cu作两极，NaCl作电解质溶液，试分析写出两极反应式 2、铝－镁－NaOH电池 3、铜－铁－浓HNO3 4、 试根据反应：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)+2Ag设计成原电池，画出装置图，并写出电极反应式。若用到盐桥，则盐桥中电解质可用　　　　　。 5、 Fe+2Fe3+=3Fe2+, Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ 6、 如何使反应：Cu+2H+=Cu2++ H2↑发生？ KNO3溶液 例7：在理论上不能用于设计原电池的化学反应是（ ） A．HCl（aq）+NaOH（aq）＝NaCl(aq)+H2O（l） △H0 B．4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)＝ 4Fe(OH)3（s） △H0 C．3Cu(s)+8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l) △H0 D．2CH3OH(l)+3O2(g) == 2CO2(g)+4H2O(l)　　△H0 A 非氧化还原反应不能设计为原电池反应 CuCl2溶液 阴离子移向 阳极 阴极 氧化反应 还原反应 电子流向 阳离子移向 e- e- Cu2++ 2e-=2Cu↓ 2Cl--2 e- =Cl2↑ 电解池 1.电解原理 电解:CuCl2