高二化学原电池原理及其应用.pptVIP

Zn－2e－ = Zn2+ 一、原电池 根据能量守恒原理，这种产生出来的电能是从什么能量转变来的呢？ 1、原电池的正负极判断 Zn－2e－=Zn2+ 二、形成简单原电池的条件 1. 在如下图所示的8个装置中，属于原电池的有 . 三、简单原电池的设计 铝-空气-海水电池 甲烷-氧燃料电池 小结: 电极: Zn为负极，Ag2O为正极 电解液: KOH溶液 电极反应式: 负极: Zn + 2OH- -2e- ＝ Zn(OH)2 正极: Ag2O + H2O + 2e- ＝2Ag + 2OH- 总反应式: Zn + Ag2O + H2O ＝ 2Ag + Zn(OH)2 拓展创新 银锌电池 Ⅲ.高能电池(银锌电池、锂电池) 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 Ⅳ.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) Ⅳ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/铝-海水-空气电池) 1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。 负极：4A1-12e- ＝ 4A13+ 正极：3O2+6H2O+12e- ＝12OH- 电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O＝4A1(OH)3 这种海水电池比“干电池”的能量高20～50倍。 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极 上分别通甲烷和氧气: 负极：CH4 + 10OH- - 8e- ＝ CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 4H2O + 8e- ＝ 8OH- 电池总反应式为：CH4+2O2+2KOH ＝K2CO3+3H2O Ⅳ.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) ①燃料电池的能量转化率很高，氢氧燃料电池 除能量转化率 高外还可持续使用，不污染环境。 ②一般的可燃物均可与O2组成燃料电池，如H2、CO、CH4、乙醇等。 ③燃料电池一般以碱性介质作电解液，也可用酸性介质作电 解液，二者电极上应式是有区别的。如甲烷-氧燃料电池在酸性介质中的电极反应为： 负极：CH4 + 2H2O - 8e- ＝CO2 + 8H+ 正极：2O2 + 8H+ + 8e- ＝ 4H2O 总反应式为：CH4 + 2O2 ＝ CO2+2H2O 五.原电池的应用 (1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。 例1.选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,以便完成下列反应: FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2. 画出原电池的示意图并写出电极反应式. 石墨 Cu FeCl3溶液 负极（铜）： Cu－2e－=Cu2+ 正极（石墨）： 2Fe3+ + 2e－=3Fe2+ 五.原电池的应用 (2)比较金属活动性强弱。 例2.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） (3)比较反应速率 例3.下列制氢气的反应速率最快的是 C.粗锌和 1mol/L 硫酸； A.纯锌和1mol/L 硫酸； B.纯锌和18 mol/L 硫酸； D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。 （ D ） * 原电池原理 伏打电池的发明源于一个有趣的生物实验：在死去的青蛙腿上同时插入用导线连接着两种不同材料的电极，青蛙腿就像触电似的痉挛起来。 你知道其中的奥秘吗？ 开 题 你听说过伏打电池吗？ 【学生实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸，有何现象？ Cu Zn 稀硫酸 锌片上有气泡产生 原理: Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 2e- 【实验二】锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 实验现象： 铜片上有气泡产生 Cu Zn 稀硫酸 问题探究 Cu Zn 稀硫酸 1.铜片上产生什么气体? 有人说H2是由铜和稀硫酸 在这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确吗？ 2.铜片上的电子从何来? Cu Zn 稀硫酸 - - - Zn2+ H+ H+ 电流计 A 2H+ + 2e－=H2↑ 3.如何检验电子的流动? 问题探究 化学能转变为电能的装置 原电池 电子的转移 氧化还原反应