1、高三化學一輪復習 基本理論,原電池原理及其應用,復習目標: 1. 理解原電池工作原理，能寫出常見的簡單電極 反應和電池反應方程式。 2. 了解常見的化學電源，認識化學能與電能相互 轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應用。,問題思考： 1.電瓶車、手機、相機、汽車等都用到電池，它 們屬于哪類電池？ 2.原電池的概念、構(gòu)成條件及工作原理是什么？,原電池的工作原理,1.概念:原電池是將 轉(zhuǎn)化為 的裝置,化學能,電能,裝置上：,兩個活潑性不同,電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì),閉合回路,氧化還原反應，放熱反應,2.構(gòu)成條件:,(1)一般有 的電極,(2)將電極插入 中,(3)用導線連接電極構(gòu)成 .,理論上：(4)自發(fā)進行的

2、 .,3.電極及電極反應:,(1) 負極:電子、電流的一極，電解質(zhì)溶液內(nèi)，一般是 離子移向的那一極，通常是活潑性較的金屬，電極上發(fā)生反應。 (2) 正極:電子、電流的一極，電解質(zhì)溶液內(nèi)，一般是離子移向的那一極，通常是活潑性較的金屬，電極上發(fā)生反應。,負極：Zn- 2e- =Zn2+,流出,流入,陰,強,氧化,流入,流出,陽,弱,還原,電子：通過“陸路”，不通“水路”,正極：2H+2e-=H2,總：Zn+2H+=Zn2+H2,負極：氧化反應 正極：還原反應 Zn- 2e- =Zn2+ 2H+2e-=H2,工作原理:,正極：酸性溶液中 不活潑金屬鹽溶液 中性、弱酸性條件下,負極：M-ne-=Mn+

3、,分析電極反應及其產(chǎn)物,2H+2e-=H2,Mn+ne- =M,2H2O+O2+4e-=4OH-,微課1原電池正負極的判斷方法,要將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，必須將氧化反應和還原反應分隔在不同區(qū)域進行，同時架設橋梁，使電子從還原劑區(qū)域轉(zhuǎn)移到氧化劑區(qū)域，形成電流，將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能。,一“鋅”二用，向外輸出的電流在較短時間內(nèi)會衰減，供電效率不高。,思考：怎樣提高原電池的能量轉(zhuǎn)化效率呢？,單池原電池,鹽橋原電池,微課2鹽橋的作用,圖1 圖2,1. 鹽橋及其作用 (1) 鹽橋:鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成 的膠凍。 (2) 鹽橋的作用:連接內(nèi)電路，形成閉合回路; 平衡電荷，使原電

4、池不斷產(chǎn)生電流; 使能量利用轉(zhuǎn)化更高。,微課2鹽橋的作用,圖1 圖2,2. 單池原電池和鹽橋原電池的對比 比較圖1和圖2兩裝置:正負極、電極反應、總反應、反應現(xiàn)象都相同。 不同點:圖1中Zn在CuSO4溶液中直接接觸Cu2+，會有一部分Zn與 Cu2+直接反應，該裝置中既有化學能和電能的轉(zhuǎn)化，又有一部分 化學能轉(zhuǎn)化成了熱能，裝置的溫度會升高。 圖2中Zn和CuSO4溶液在兩個池子中，Zn與Cu2+不直接接觸，不 存在Zn與Cu2+直接反應的過程，所以僅是化學能轉(zhuǎn)化成了電能， 電流穩(wěn)定，且持續(xù)時間長。,【例題1】下圖是某同學設計的原電池裝置，下列敘述 不正確的是() A. 電極作原電池的負極，發(fā)

5、生氧化反應 B. 電極的電極反應式為Fe3+3e- = Fe C. 該原電池的總反應為2Fe3+ + Cu=Cu2+ + 2Fe2+ D. 鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊脂，其作用是傳遞電子,BD,【變式1】設計兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。 限選材料:ZnSO4(aq)，F(xiàn)eSO4(aq)，CuSO4(aq); 銅片，鐵片，鋅片和導線。 完成原電池甲的裝置示意圖(見右圖)，并作相應標注。 要求:在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。 銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個 燒杯中組裝原電池乙，工作一段時間后，可觀察到負極 。 甲、乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉(zhuǎn)化為電

6、能的是 ， 其原因是 。 (2) 請將下列氧化還原反應:Cu+4HNO3=Cu(NO3)3+2NO2+2H2O 設計成能量轉(zhuǎn)化效率較高的原電池，在下面方框中畫出裝置圖， 并寫出相應的電極反應式。 正極: ; 負極: 。,甲,逐漸溶解,甲,可以避免活潑金屬如Zn與CuSO4接觸，從而提供穩(wěn)定電流,NO3- +e- +2H+=NO2+H2O,Cu-2e- = Cu2+,【練習】通過NOx傳感器可監(jiān)測NOx的含量，其工作原理示意 圖如下，下列說法正確的是( ) APt電極是該電池的正極 B該電池發(fā)生的正極反應為：O2 + 4e + 2H2O = 4OH CNiO 電極的電極反應式：NO 2eO2=N

7、O2 D固體電解質(zhì)中O2向正極移動,AC,微課3原電池反應式的書寫,（1）一般電極反應式的書寫,按照負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，判斷出電極反應產(chǎn)物， 找出得失電子的數(shù)量。,電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中 生成的H+應與OH結(jié)合生成水。電極反應式應根據(jù)電荷守恒和質(zhì) 量守恒、得失電子守恒等加以配平。,兩電極反應式相加，與總反應的方程式對照驗證。,（2）復雜電極反應式的書寫,復雜電極反應式 = 總反應式 較簡單一極的電極反應式,常見的化學電源,1. 一次電池:只能使用一次，不能充電復原繼續(xù)使用。 (1) 干電池 總反應:Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O 負極: 正極:2NH4+2e-=2NH3+H2、2MnO2+H2=Mn2O3+H2O (2) 堿性鋅錳電池 總反應:Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3 負極: 正極:,Zn2e-=Zn2+,Zn2e-+2OH-=Zn(OH)2,2MnO2+2e-+H2O=Mn2O3+2OH-,2. 二次電池:放電后能充電復原繼續(xù)使用。 鉛蓄電池 總反應:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 放電時原電池 負極: 正極: 充電時電解池 陰極: 陽極: 放電時原