1、第第 22 22 讲讲 原电池及其应用原电池及其应用复习目标：复习目标：1.1.了解原电池的工作原理了解原电池的工作原理 2.2.能写出电极反应式和电池总反应方程式能写出电极反应式和电池总反应方程式 3.3.了解常见化学电源的种类及其工作原理了解常见化学电源的种类及其工作原理第1页，共17页。一、原电池一、原电池1概念概念把把_转化为转化为_的装置。的装置。2构成条件构成条件(1)两个两个_电极。电极。(2)将两个电极插入将两个电极插入_中。中。(3)用导线连接电极形成用导线连接电极形成_。(4)具有自发进行的具有自发进行的_。化学能化学能电能电能活泼性不同的活泼性不同的电解质溶液电解质溶液闭
2、合回路闭合回路氧化还原反应氧化还原反应第2页，共17页。3工作原理工作原理(以以 ZnCuSO4(aq)Cu 原电池为例原电池为例)总离子方程式：总离子方程式：动手动手1 1：在作业本上设计只用一个烧杯就能：在作业本上设计只用一个烧杯就能 实现该原电池的装置实现该原电池的装置(不带盐桥不带盐桥)。Zn+Cu2+=Cu+Zn2+第3页，共17页。单液原电池单液原电池ACuSO4 溶液溶液 Zn Cu第4页，共17页。3工作原理工作原理(以以 ZnCuSO4(aq)Cu 原电池为例原电池为例)动手动手2 2：带盐桥的双液原电池：带盐桥的双液原电池1 1.负极区溶液一般用什么负极区溶液一般用什么?负
3、极金属的同离子溶液负极金属的同离子溶液2.2.正极区溶液用什么正极区溶液用什么?反应溶液反应溶液3.3.盐桥的作用是什么？盐桥的作用是什么？导电并导电并使溶液保持电中性使溶液保持电中性第5页，共17页。电极名称负极正极电极材料_电极反应_反应类型_电子流向ZnCuZn2e=Zn2Cu22e=Cu氧化反应氧化反应还原反应还原反应由负极沿导线流向正极由负极沿导线流向正极3工作原理工作原理(以以 ZnCuSO4(aq)Cu 原电池为例原电池为例)第6页，共17页。问题讨论问题讨论1：原电池中活泼金属一定都作负极吗？原电池中活泼金属一定都作负极吗？金属的活泼性指的是金属在金属的活泼性指的是金属在非氧化
4、性酸非氧化性酸中中反应的活泼性反应的活泼性(难易、剧烈程度难易、剧烈程度)，并不说明，并不说明金属在其他溶液中也很活泼。金属在其他溶液中也很活泼。如：AlH2SO4(aq)Mg AlNaOH(aq)Mg AlHNO3(浓浓)Cu 所以，在所以，在对应所给电解质溶液对应所给电解质溶液中相对活泼中相对活泼的金属作的金属作负极。负极。第7页，共17页。问题讨论问题讨论2：双液原电池对比单液原电池的优点双液原电池对比单液原电池的优点ACuSO4 溶液溶液 Zn Cu避免负极金属与反应溶液直接接触，提高电池效率避免负极金属与反应溶液直接接触，提高电池效率，提供稳定的电流，提供稳定的电流解释：解释：直接接
5、触的置换反应电子不经过外电路转移直接接触的置换反应电子不经过外电路转移，未形成电流，化学能转化为热能，未形成电流，化学能转化为热能 非工作状态时负极不会损耗非工作状态时负极不会损耗(反应可控反应可控)第8页，共17页。问题讨论问题讨论3：原电池中阴阳离子如何移动？原电池中阴阳离子如何移动？思考：思考：负极负极_e-，生成了，生成了_离子，吸引离子，吸引_离子离子失失阳阳阴阴正极正极_e-，吸引，吸引_离子离子得得阳阳结论：在原电池的电解质溶液中，结论：在原电池的电解质溶液中，阴离子向负极移动，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。阳离子向正极移动。（口诀：原电池正阳负阴）（口诀：原电池正阳负阴）
6、第9页，共17页。问题讨论问题讨论4：原电池原理应用：加快反应速率原电池原理应用：加快反应速率 Zn与稀与稀H2SO4反应时加入少量反应时加入少量CuSO4溶液溶液会会_反应速率，请说明理由反应速率，请说明理由_ _ Zn与少量与少量CuSO4溶液反应生成少量溶液反应生成少量Cu，Zn、稀、稀H2SO4和和Cu形成了原电池，加快了形成了原电池，加快了反应速率。反应速率。加快加快第10页，共17页。问题讨论问题讨论5：如何理解铅蓄电池的正负极反应和总反应？如何理解铅蓄电池的正负极反应和总反应？铅蓄电池铅蓄电池（电瓶）（电瓶）二次电池二次电池负极：负极：Pb 2e-PbH2SO4(aq)PbO2电
7、池反应：电池反应：PbPbO22H2SO4 =2PbSO42H2O正极反应：正极反应：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2OPbSO4不溶于水不溶于水负极反应：负极反应：Pb 2e-+SO42-=PbSO4 Pb2+SO42-正极：正极：PbO2+2e-Pb2+SO42-第11页，共17页。问题讨论问题讨论6：如何书写燃料电池正负极反应和总反应？如何书写燃料电池正负极反应和总反应？燃料：燃料：H2、CH4、CH3OH、CH3OCH3、C2H5OH氧化剂：氧化剂：O2电解质溶液：电解质溶液：H2SO4(aq)、KOH(aq)正极正极 负极负极正极正极酸性：酸性：O2+4e-碱
8、性：碱性：O2 +4e-+4H+=2H2O+2H2O =4OH-第12页，共17页。燃料：燃料：H2、CH4、CH3OH、CH3OCH3、C2H5OH 负极负极负极负极酸性：酸性：碱性：碱性：CH4 8e-=CO32-总结：总结：第一步：负极燃料第一步：负极燃料 ne-=氧化产物氧化产物 第二步：根据电荷守恒配平第二步：根据电荷守恒配平(考虑酸碱性考虑酸碱性)-4分组讨论并展示负极反应式：分组讨论并展示负极反应式：第一组：第一组：H2酸性酸性 第二组：第二组：H2碱性碱性第三组：第三组：CH3OH酸性酸性 第四组：第四组：CH3OH碱性碱性第五组：第五组：CH3OCH3酸性酸性 第六组：第六组
9、：CH3OCH3 碱性碱性第七组：第七组：C2H5OH 酸性酸性 第八组：第八组：C2H5OH碱性碱性+8H+2H2O+7H2O+10OH-CH4 8e-=CO2第13页，共17页。分组讨论并展示负极反应式：分组讨论并展示负极反应式：第一组第一组:H2酸性酸性 H2-2e-=2H+第二组第二组:H2碱性碱性 H2-2e-+2OH-=2H2O第三组第三组:CH3OH酸性酸性 CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+第四组第四组:CH3OH碱性碱性 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 第五组第五组:CH3OCH3酸性酸性 CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+第六
10、组第六组:CH3OCH3碱性碱性 CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O第七组第七组:C2H5OH 酸性酸性 C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+第八组第八组:C2H5OH碱性碱性 C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O观察发现：第五组和第七组、第六组和第八组的写法有什么共观察发现：第五组和第七组、第六组和第八组的写法有什么共同点？想想为什么？同点？想想为什么？观察发现：写法相同。分子式相同，碳的化合价相同观察发现：写法相同。分子式相同，碳的化合价相同第14页，共17页。正极正极酸性：酸性：2O2+8e-碱性：碱性：2O2 +8e-+8H+=4H2O+4H2O =8OH-负极负极酸性：酸性：CH4 8e-=CO2碱性：碱性：CH4 8e-=CO32-+8H+2H2O+7H2O+10OH-负极负极总式总式酸性：酸性：碱性：碱性：CH4 +2O2=CO2 +2H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O 第15页，共17页。课堂检测：P 120课堂评价课堂评价第16页，共17页。本节课需强记的内容：今晚默写今晚默写 1、铅蓄电池的正负极反应及总反应 2、甲烷燃料电池正负极反应及总反应酸碱酸碱课堂检测：P 120课堂评价课堂评价今晚作业：检测课时检测课时22第17页，共17页。
