4.1原电池ppt课件-（2019）新人教A版高中化学选择性必修一.ppt

1、第四章第四章 化学反应与电能化学反应与电能+镀镀件件镀层金属镀层金属含镀层金属离子的盐溶液含镀层金属离子的盐溶液原电池电解池第一节 原 电 池 1.原电池的定义：2.原电池反应的本质：3.构成原电池的条件：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。自发氧化还原反应两个导体做电极电解质溶液（或熔融电解质）形成闭合回路A CuSO4溶液溶液锌片锌片 铜片铜片v复习回忆：判断以下哪些是原电池？Zn Cu G H2SO4（1） G Fe C H2SO4（3） G Zn Cu C2H5OH（2）（4）Zn Cu H2SO4（4）是是是是A A CuSO CuSO4 4溶液溶液锌片锌片 铜片铜片1 1、写出正负

2、极的电极反应式并确定、写出正负极的电极反应式并确定电子、阴阳离子的移动趋势。电子、阴阳离子的移动趋势。电极反应式：电极反应式：负极：负极：Zn Zn 2e 2e- - = Zn = Zn2+2+ 正极：正极：CuCu2+ 2+ + + 2e2e- - = Cu = Cu离子移动方向：离子移动方向：正正负负正正负负电子移动方向：电子移动方向：负极经导线流向正极负极经导线流向正极2、为什么锌片和铜片上都有红色的铜覆盖，且电流计指针逐渐指向零? CuSO4 溶液e-A CuSO4溶液溶液锌片锌片 铜片铜片3、用什么办法避免Cu2+在锌片上也析出，以延长电池放电时间提高供电效率? 按下图所示按下图所示

3、, , 将置有锌片的将置有锌片的ZnSOZnSO4 4溶液和置溶液和置有铜片的有铜片的CuSOCuSO4 4溶液分别通过导线与电流计连接，溶液分别通过导线与电流计连接，有什么现象有什么现象? ? 电流计指针不偏转，且铜片和铁片上均无明显现象（即:无电子定向移动） 探究实验探究实验1 1ZnSO4Zn CuCuSO4A上述装置构成了原电池吗？为什么？(1)在探究实验1的装置中架上盐桥连 通，看有什么现象？电流计指针回到零点，说明无电流，未构成原电池。电流计指针偏转，有电流通过电路，是原电池装置;(2)然后取出盐桥，又将看到什么现象? 探究实验2ZnSO4Zn CuCuSO4A1、确定该原电池的正

4、、负极， 并写出原电池中的两个电极 反应和电池反应方程式。2、判断电子的流动路线及溶液 中阴、阳离子移动趋势？3、盐桥起什么作用？此装置优点：能稳定长时间放电!ZnSO4Zn CuCuSO4Av盐桥的作用： 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。 使由它连接的两溶液保持电中性；沟通使由它连接的两溶液保持电中性；沟通内电路，形成闭合回路。内电路，形成闭合回路。正正正正负负负负【思考与讨论思考与讨论】 请结合图请结合图4-1绘制反映原电池工作原理的示意图，绘制反映原电池工作原理的示意图，并与同学交流。示意图要求包括以下内容：

5、并与同学交流。示意图要求包括以下内容：v（1）注明原电池的组成；）注明原电池的组成；v（2）标明氧化反应和还原反应发生的区域）标明氧化反应和还原反应发生的区域v（3）标明电子的运动方向和阴离子、阳离）标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向。子的迁移方向。1、根据氧化还原反应电 子转移判断电极反应。2、根据电极反应确定合 适的电极材料和电解 质溶液。 利用 Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，设计一个 原电池。CuFeCuSO4FeSO4失失2e-得得2e-逆向思维：思考讨论： 利用此反应来设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图得得2e-Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2

6、+失失2e-CuCCuCl2FeCl3装置图离子方程式：Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+（Cu+ 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2）Cu+ 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag失2e-得2e-电极：电极反应式：负极：Cu 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag电解液：思考讨论思考讨论：利用该反应设计原电池：利用该反应设计原电池负极Cu ，正极Ag或C 。Cu(NO3)2 、AgNO3 总结总结v1、复习回忆了原电池的形成。v2、进一步了解原电池的反应原理 正确书写电极反应式。v3、利用氧化还原反应原理设计了 电池。七嘴八舌谈电

7、池七嘴八舌谈电池话题话题1. 你知道哪些电池，它们有哪些应用？你知道哪些电池，它们有哪些应用？2. 生活中实用电池与其他能源、原电池相生活中实用电池与其他能源、原电池相比较有哪些优点？比较有哪些优点？3. 你如何评判一块电池的优劣？你如何评判一块电池的优劣？4. 你能根据电池特点将其分类吗？你能根据电池特点将其分类吗？用途广泛的电池用途广泛的电池用于用于“神六神六”的太阳能电池的太阳能电池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄摄像像机机专专用用电电池池各各式式各各样样的的纽纽扣扣电电池池小型高性能小型高性能燃料电池燃料电池 2.化学电池与其它能源相比有哪些优点？化学电池

8、与其它能源相比有哪些优点？3.判断电池的优劣标准主要是什么？判断电池的优劣标准主要是什么？4.目前化学电池主要分哪几大类？目前化学电池主要分哪几大类？ 能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组使种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作用方便，易于维护，并可在各种环境下工作 单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即即比能量的大小比能量的大小；输出功率的大小即；输出功率的大小即比功率的大比功率的大小小以及电池的存储时间的长短。除特殊情况外

9、，以及电池的存储时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。间长的电池，其质量好。化化学学电电源源一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池一、一次电池一、一次电池 （干电池）干电池）碱碱 性性 电电 池池 碱性锌锰电池构造示意图碱性锌锰电池构造示意图碱性电池碱性电池 负极负极(Zn)：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电池总反应：电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O =2MnOOH+Zn(OH)2优缺点简析：

10、优缺点简析：只能一次使用，不能只能一次使用，不能充电；价格较贵；比能量和储存时充电；价格较贵；比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续间有所提高，适用于大电流和连续放电。放电。碱性干电池碱性干电池二、二次电池二、二次电池（可充电电池）（可充电电池）思考与讨论：思考与讨论： 1.铅蓄电池的正负极。铅蓄电池的正负极。2.哪些物质参与正负极反应？哪些物质参与正负极反应？3.电解质溶液的浓度是否变化？电解质溶液的浓度是否变化？4.尝试写出电极反应式和电池尝试写出电极反应式和电池反应式。反应式。负极负极(Pb)：正极正极(PbO2)：电池总反应：电池总反应：铅蓄电池铅蓄电池Pb - 2e- + SO

11、42- = PbSO4PbO2 + 2e- + 4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OPb + PbO2 + 2H2SO4= 2PbSO4+2H2O缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉可靠、价格低廉其它二次电池：其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池池、聚合物锂离子蓄电池铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(

12、aq)充电充电放电放电铅蓄电池的优缺点简析：铅蓄电池的优缺点简析：三、燃料电池三、燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池思考与讨论：思考与讨论：1.指出氢氧燃料电池的正负极。指出氢氧燃料电池的正负极。2.哪些物质参与正负极反应？哪些物质参与正负极反应？3.电解质溶液是否参与化学反应？电解质溶液是否参与化学反应？4.试写出电极反应式和电池反应式。试写出电极反应式和电池反应式。三、燃料电池三、燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池酸性电解质（酸性电解质（HCl）负极负极(Pt)：2H2 - 4e- = 4H+正极正极(Pt)：O2+ 4H+ 4e- = 2H2O电池总反应电池总反应：2H2 + O2 = 2H

13、2O碱性电解质（碱性电解质（KOH）负极负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-电池总反应电池总反应：2H2+O2=2H2O使用氢氧燃料电池动力使用氢氧燃料电池动力 的法国产标致的法国产标致TAXITAXI同济大学研制的燃料电池汽车超越同济大学研制的燃料电池汽车超越3号号我国自主研发的燃料电池车我国自主研发的燃料电池车神舟十号燃料电池发电系统神舟十号燃料电池发电系统氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；反应产物不断排出；能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，

14、有利于，有利于节约能源。节约能源。缺点：缺点：体积较大、附属设备较多体积较大、附属设备较多优点：优点：能量转换率高、清洁、对环境好能量转换率高、清洁、对环境好其它燃料电池：其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池燃料电池的规律燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。小小 结结化学电池的组成化学电池的组成组成组成负极负极正极正极电解质电解质 电极材料电极材料电极上发电极上发生反应的生

15、反应的物质物质电子流向电子流向反应类型反应类型能导电的物质能导电的物质还原性较强的还原性较强的物质物质(多是金属多是金属电极本身电极本身)氧化性较强氧化性较强的物质的物质酸溶液酸溶液碱溶液碱溶液盐溶液盐溶液或或熔融液熔融液流出电子流出电子流入电子流入电子氧化反应氧化反应还原反应还原反应减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源书写电极反应式应注意以下几点书写电极反应式应注意以下几点1确定原电池的正负极，弄清正负极确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物质；上发生反应的物质；2.电极反应是一种离子反应，遵循书写电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则离子反应的所有规则(如如“拆拆

16、”、“平平”)；3.将两极反应的电子得失数配平后，相将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；另一极反应；4负极失电子所得氧化产物和正极得负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关(如如4价的价的C在酸性溶液中以在酸性溶液中以CO2形式存在，形式存在，在在碱性溶液中以碱性溶液中以CO32-形式存在形式存在)；5溶液中不存在溶液中不存在O2-：在：在酸性溶液中它酸性溶液中它与与H结合成结合成H2O、在、在碱性或中性溶液中它碱性或中性溶液中它与水结合成与水结合成OH-。