高中化学原电池原理及应用.ppt

第一页，共十九页，2022年，8月28日 一、原电池原理 1、对原电池原理的理解： 原电池是将化学能转变为电能的装置。 负极-------较活泼的金属---------------失去电子-------发生氧化反应。 正极-------较不活泼的金属-------------得到电子-------发生还原反应。 第二页，共十九页，2022年，8月28日 2、粒子流向：在外电路中，电子由负极流向正极；在电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极 3、组成原电池的条件 有两种活性不同的金属（也可是非金属导体或可导电的金属氧化物等） 第三页，共十九页，2022年，8月28日 二、原电池原理的应用与常见的考查方式 1、应用与考查方式之一：要求书写电极反应式、总反应式 电池的正极、负极和总反应式三者之间有着紧密的联系，那就是正极、负极反应式之和就是总反应式，由此可知，三者之间只要知道两个，第三个通过两式的加或减也容易推出。 第四页，共十九页，2022年，8月28日 [例1] 将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成甲烷燃料电池。已知通入甲烷的一极，其电极反应为：CH4 +10OH-－8e-= CO32- + 7H2O；完成有关的电池反应式： 正极反应式：_________________，电池总反应式：_______________。 解析：在燃料电池中燃料都是在负极上发生反应，因而可知甲烷燃料电池的负极反应式为：CH4 +10OH-－8e-= CO32- + 7H2O，而正极上应是O2在碱性条件下获得电子被还原，故反应式是: 2O2＋8e-＋4H2O ====8 OH-,将正、负极反应式相加即可得电池总反应式为： CH4 + 2O2+ 2OH- = CO32- + 3H2O 第五页，共十九页，2022年，8月28日 特别注意问题： 1、写电极反应式要注意电池的酸碱性环境，如同样是氢氧燃料电池，在碱性条件下，正极反应式为：O2＋4e-＋2H2O ===4 OH-；在酸性条件下，正极反应式为： O2＋4e-＋4H＋ ===2H2O，二者是有明显区别的。 2、同一电池中，正极反应式与负极反应式中得、失电子数要相等。 第六页，共十九页，2022年，8月28日 2、应用与考查方式之二：判断金属活动性顺序 [例2]（93年上海高考）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 （ ） A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C 解析：根据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B不易被腐蚀，说明B为正极，金属活动性A＞B。另可比较出金属活动性D＞A，B＞C。故答案为B项。 第七页，共十九页，2022年，8月28日 3. 应用与考查方式之三：比较反应速率的大小 [例3]10mL浓度为1 mol·L-1的硫酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 （ ） A．加入适量的3mol·L-1的硫酸 B．加入适量蒸馏水 C．加入数滴硫酸铜溶液 D．加入适量的硫酸钠溶液 解析：向溶液中再加入硫酸，H+的物质的量增加，生成H2的总量也增加，A错。向原溶液中加入水或硫酸钠溶液都引起溶液中H+浓度的下降，反应速率变慢，故B、D都不正确。加硫酸铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，生成H2的总量决定于硫酸的量，故C正确。本题答案为C项。 第八页，共十九页，2022年，8月28日 4.应用与考查方式之四：判断原电池的正、负电极 [例4]扣式银锌电池的电极反应如下：锌极： Zn + 2OH－－ 2e = Zn(OH)2 氧化银极： Ag2O + H2O + 2e = 2Ag + 2OH－下列说法正确的是 （ BC ） A．锌是正极,被氧化 B．Ag2O是正极,发生还原反应 C．电子从锌极流向Ag2O极 D．锌是负极,被还原 解析：在原电池中，正、负电极的变化通常有如下规律：易被腐蚀的一极、失去电子的一极、易被氧化的一极、所含元素化合价升高的一极、质量减轻的一极、电子流出的一极等通常都是负极；反之，不易被腐蚀的一极、得到电子的一极、