1、第四章化学反应与电能第一节原电池目录一、知识讲解二、小结三、练习一、知识讲解原电池的工作原理 【实验4-1】如图4-1所示，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象。取出盐桥观察电流表的指针有何变化。现象：接通电路时，电流表的指针发生偏转，即电路中有电流通过。取出盐桥电流表的指针又回到零点。如图4-1所示的原电池叫做锌铜原电池，其中锌一端为负极，铜一端为正极。图4-1锌铜原电池装置一、知识讲解原电池的工作原理（1）锌铜原电池工作时，电子由锌片沿导线移向铜片，阴离子（Cl-、SO42-）在电解质溶液中移向
2、锌片，阳离子（K+、Cu2+）移向铜片。思考与讨论（1）图4-1所示的锌铜原电池工作时，电子在导线中的运动方向是怎样的？阴离子和阳离子在电解质溶液中的运动方向是怎样的？（2）锌铜原电池可看作由两个半电池组成，一个发生氧化反应，另一个发生还原反应。试分别写出两个电极上的反应及总反应的离子方程式。？（2）负极：Zn2e- = Zn2+ 正极：Cu2+2e- = Cu 总反应：ZnCu2+ = Zn2+Cu一、知识讲解原电池的工作原理概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。注意：书写电极方程式：注明正负极和电极材料；满足所有守衡总反应是：Zn2H+ = Zn2+H2实质：将氧化还原反应的电子转移变成
3、电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。原理（硫酸为电解质溶液的锌铜原电池）：负极（Zn）：Zn2e- = Zn2+（失去电子、发生氧化反应）正极（Cu）：2H+2e- = H2（ 得到电子、发生还原反应）总反应：正极反应负极反应一、知识讲解原电池的工作原理原电池的构成条件： 活泼性不同的两电极 电解质溶液 形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液中） 自发的氧化还原反应（本质条件）一、知识讲解原电池的工作原理原电池中的几个判断： 负极失电子 正极负极的判断：正极：不活泼的一极，负极：活泼的一极 电流方向与电子流向的判断：电流方向：正负，电子流向：负正 电解质溶液中离子运动
4、方向的判断：阳离子：向正极区移动，阴离子：向负极区移动。一、知识讲解化学电源1一次电池（干电池）碱性锌锰干电池：Zn一端作负极，MnO2一端作正极，电解质是KOH。图4-3碱性锌锰电池的构造示意图负极：Zn2OH-2e- = Zn(OH)2正极：2MnO22H2O2e- = 2MnO(OH)2OH-总反应：Zn2MnO22H2O = 2MnO(OH)Zn(OH)2一、知识讲解化学电源2二次电池（可充电电池或蓄电池）铅酸蓄电池：由两组栅状极板交替排列而成，正极板上覆盖有PbO2，负极上覆盖有Pb，稀硫酸作电解质溶液。图4-4铅酸蓄电池的构造示意图负极：PbSO42-2e- = PbSO4正极：P
5、bO24H+SO42-2e- = PbSO42H2O总反应：PbPbO22H2SO4 = 2PbSO42H2O放电：阳极： PbSO42H2O2e- = PbO24H+SO42-阴极： PbSO42e- = PbSO42-充电：总反应：2PbSO42H2O = PbPbO22H2SO4 电解一、知识讲解化学电源3燃料电池图4-6车用燃料电池示意图思考与讨论我们知道电解水可以得到氢气和氧气，这是由电能直接转化为化学能的过程。按照能量转化与守恒的观点推测：氢气与氧气反应由化学能转化为电能的过程也可能实现。这一过程到底能否实现呢？是怎样发生的呢？一、知识讲解化学电源3燃料电池图4-7氢氧燃料电池工作
6、原理负极：H22e- = 2H+正极：O24H+4e- = 2H2O总反应：2H2O2= 2H2O绿色发电站二、小结1原电池的工作原理2化学电源 一次电池 二次电池 燃料电池三、练习1碱性锌锰电池的总反应为：Zn2MnO22H2O = 2MnO(OH)Zn(OH)2。下列关于该电池的说法中正确的是（）AZn为负极，MnO2为正极B工作时KOH没有发挥作用C工作时电子由MnO2经外电路流向ZnDZn发生还原反应，MnO2发生氧化反应A三、练习2贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分（如电解质溶液）与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并能提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系
7、统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是（）A负极反应为Mg2e- = Mg2+B正极反应为Ag+e- = AgC电池放电时Cl-由正极向负极迁移D负极会发生副反应：MgH2O = Mg(OH)2H2B三、练习3根据甲醇在酸性电解质溶液中与氧气生成二氧化碳和水的反应，设计一种燃料电池。该燃料电池工作时，负极上发生的反应为（）ACH3OHO22e- = H2OCO22H+BO24H+4e- = 2H2OC CH3OH6e- H2O = CO26H+D4OH-4e- = O22H2OC三、练习4查阅资料，了解氢氧燃料电池、生物燃料电池等的特点及应用前景。燃料电池优点：发电效率高、环境污染小、比热量高、辐射少、燃料范围广、可靠性高、易于建设生物燃料电池特点：燃料来源广泛、反应条件温和、生物相容性好、催化剂类型多种多样氢氧燃料电池特点：产物是水，清洁环保；容易持续通氢气和氧气，产生持续电流；能量转换率较高（80%，普通30%多）；可以组合为燃料电池发电站，排放废弃物少，噪音低，绿色发电站谢谢
