原电池原理及电极方程式的书写.pptVIP

3、燃料电池：我们通常可以将燃料电池分为两大类，一类是普通燃料电池，一类是熔融盐燃料电池。下面我们分别进行讨论。普通燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池是燃料电池的基础，根据电解质溶液性质不同，我们可以将氢氧燃料电池分为三类，下面我们将为三类氢氧燃料电池进行一下对比。对此三个反应我们逐一分析:甲烷、空气、KOH燃料电池01通过对氢氧燃料电池研究所得出的结论，可以先确定该燃料电池的总反应。02即CH4+2O2=CO2+2H2O，由于反应是在碱性电解质溶液中进行的，所以产生的CO2会被OH-吸收生成CO32-，03即：CO2+2OH-＝CO32-+H2O，04O2+4e-+2H2O=4OH-正极反应：电池正极反应，是氧气在碱性条件下得电子的反应，即与氢氧燃料电池中碱性条件下的正极反应相同，CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O两个反应相加即得,总反应离子方程式为：负极反应可以用总反应减去正极反应得到：CH4+2O2+2OH-－2（O2+4e-+2H2O）=CO32-+3H2O－2×4OH-移项、化简后得负极反应：CH4－8e-+10OH-=CO32-+7H2O01040203上例中的方法是书写电极反应的另一个常用方法——电极反应合并法：其表达式是：电极总反应＝负极反应+正极反应应当注意的是：两个半反应合并后，总反应要合理。这也是检验所写的电极方程式是否正确的方法，①合并不是两个半反应直接相加，要使失电子和得电子的总数相等后再相加。②合并后的总方程式要符合客观事实。如中性介质中的氢氧燃料电池。正极反应+负极反应为：2H2－4e-+O2+4e-+2H2O=4OH-+4H+合并后得2H2+O2+2H2O=4OH-+4H+这一反应方程式不符合客观事实，OH-与H+不能大量共存于同一溶液中，它们要反应生成H2O。所以最后其方程式应为：2H2+O2=2H2O。熔融盐电池与普通燃料电池稍有区别的是，熔融盐电池电解质不是溶液，而是熔融的电解质。实际上由于电解质成份更为简单（只有熔融电解质，没有水），所以这类电池的反应也比较简单。为了便于大家掌握，我们仍然从最简单的熔融盐电池入手进行分析。氢氧熔融盐燃料电池01氢氧燃料电池，电解质在熔融状态分别能传导O2-或H+，书写电极反应方程式时要依据电解质的性质。02（Ⅰ）传导O2-型，如熔融氧化物作电解质时可以传输O2-，此时电极反应应如下：03负极：2H2-4e-+2O2-=2H2O04正极：O2+4e-=2O2-05（Ⅱ）传导H+型，如以磷酸为电解质的燃料电池可以传导H+，其电极反应如下：01负极：H2-2e-=2H+02正极：O2+4e-+4H+=2H2O03总反应仍是：2H2+O2=2H2O04*原电池的原理及书写技巧了解原电池的工作原理,能写出电极反应和总方程式了解常见的化学电源的种类及其工作原理了解金属发生电化学腐蚀的原因及防护措施综合运用及分析化学能电能2.构成条件:①②⑥③④⑤分析:图1虽然具有两个活泼性不同的电极,但是两金属没有接触或用导线连接,图2应添加盐桥,图6没有两个活泼性不同的电极,因此①②⑥都没有形成闭合电路发生氧化还原反应3.原电池的两级较强还原剂失去电子氧化产物较弱氧化剂得到电子还原产物指出下图的正负极:①负极:Zn正极:Fe②负极:Zn正极:稀硫酸③负极:Fe正极:Cu④不形成原电池⑤负极:Zn正极:Zn2+⑥不形成原电池与原电池相关的概念电子流向：失电子的一极向得电子的一极阳离子流动方向与电流方向一致正极：电子流入的一极阴离子流动方向与电子流动方向一致0102031.电路：电极：外电路内电路电流方向：与电子流动方向相反负极：电子流出的一极铜锌原电池负极正极内电路氧化反应还原剂还原反应氧化剂外电路阳离子失e，沿导线传递，有电流产生电解质溶液阴离子阳离子原电池原理三、关于原电池结构的探究我们在必修2中学习过的将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。有没有什么改进措施？将两电极分开放置不同的区域,再添加盐桥以代替原来的两种溶液的直接接触盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可。盐桥的作用：使整个装置构成通路，代替两溶液直接接