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1、,原电池工作原理第一课时,问题1:下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过?下列装置是否为原电池?,（1）构成原电池条件,电解质溶液,活泼性不同的两电极,形成闭合回路,自发发生氧化还原反应,一、原电池,问题2：有电流说明有电能产生,电能是怎样转化来的?,如图所示是 装置：Zn电极作_极,填“正”或“负”）极，其电极反应为_，该反应是_（填“氧化”或“还原”，下同）反应；Cu电极是_极，其电极反应为_，该反应是_反应。总反应：,正,负,Zn-2e-=Zn 2+,2H+2e-=H2,Zn+H2SO4=Zn SO4+H2,原电池,氧化,还原,1、原电池的反应原理,自发进行的氧化还原反应,把化学能转化为电
2、能的装置,（2）原电池定义,（3）原电池本质,（4）原电池工作原理,较活泼的金属（“失去或者得到”）电子发生 反应（“氧化”或“还原”），电子从较 金属（极）通过外电路流向较 金属（极）。,失去,氧化,活泼,负,不活泼,正,活动与探究一：向一支小烧杯中加入1.0mol/LCuSO4溶液约30ml，再加入适量锌粉，用温度计测量溶液的温度，观察温度计的变化。现象：。结论：,温度升高,由于反应放热，所以是自发的氧化还原反应,活动与探究二：能否根据Zn+Cu2+=Zn2+Cu也来设计一个铜、锌原电池？指出所选用的电解质溶液，写出该原电池的两电极反应式、总反应式。画出原电池的构造图。负极材料_负极反应_
3、 正极材料_正极反应_选用的电解质溶液_ 原电池的构造图：,CuSO4,Zn,Cu或C,Zn-2e-=Zn 2+,Cu 2+2e-=Cu,CuSO4溶液,思考：设计出的原电池有什么缺点？如何改进？,寿命短，不稳定,二、双液原电池的设计,（1）组成,半电池电解质溶液和电极,导线、盐桥,（2）工作原理,在ZnSO4溶液中，锌片逐渐，即Zn被，锌原子 电子，形成 进入溶液，从锌片上释放的电子，经过导线流向；溶液中的 从铜片上得电子，还原成为 并沉积在铜片上。总反应为。反应是自发进行的，锌为，铜为。,溶解,氧化,失去,Zn2+,Cu片,Cu2+,Cu,Zn+CuSO4=Zn SO4+Cu,负极,正极,
4、负极相对活泼-失电子-电子流出-发生氧化反应,正极相对不活泼-得电子-电子流入-发生还原反应,（3）电极,（4）环路的构成,外电路：电子从负极到正极,内电路：电子从负极到正极,（5）盐桥,在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂做成的冻胶。,盐桥的作用：（1）形成闭合回路。（2）平衡电荷。,将离子反应2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+设计成原电池,利用反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。,(+),(-),负极（Cu）：Cu-2e-=Cu2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还
5、原反应）,(+),(-),强调：原电池的设计,原电池工作原理第二课时,方法一：根据电极材料的性质确定。相对活泼的是负极，相对不活泼的是正极；方法二：根据电极反应的本质确定。失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。方法三：根据电子或电流方向确定。电子流出的为负极，电子流入的为正极电流流出的为正极，电流流入的为负极方法四：根据电极的现象确定。有气泡产生或增重的为正极，减轻的为负极,强调：电极的判断,三、原电池电极的判断,1、判断下列装置能否构成原电池。,2、构成原电池条件,电解质溶液,活泼性不同的两电极,形成闭合回路,自发发生氧化还原反应,3、盐桥的作用是什么？,（1）形成闭合回路。（
6、2）平衡电荷。,例2、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是A由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al3eAl3+B由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al3e4OHAlO22H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu2eCu2+D由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu2eCu2+,C,四、原电池电极反应式和电池反应式的书写,例1、书写如下电池反应的电极方程式,负极：正极：电池反应式：,Mg-2e-=Mg 2+,2H+2e-=H2,Mg+2H+=Mg 2+H2,负极：正极：电
7、池反应式：,2Al+8OH-6e-=2AlO2-+4H2O,6H2O+6e-=3H2+6OH-,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,负极：正极：电池反应式：,Fe-2e-=Fe 2+,2H+2e-=H2,Fe+2H+=Fe 2+H2,负极：正极：电池反应式：,2Fe-4e-=2Fe 2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,浓HNO3,负极：正极：电池反应式：,Cu-2e-=Cu 2+,2NO3-+4H+2e-=2NO2+2H2O,Cu+2NO3-+4H+=Cu2+2NO2+2H2O,小结,3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。,
8、原电池电极反应式的书写注意事项：,1）找出两极放电的物质，负氧正还。,2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。,五、原电池应用,1、比较金属活动性强弱,通常负极材料活性大于正极材料,例2、下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是A甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出B在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多C将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强,C,例1、X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为
9、AXYZ BXZY CYXZ DYZX,C,2、比较反应速率,形成原电池后，如做负极则速率加快；如做正极则减慢速率,例2、下列制氢气的反应速率最快的是A纯锌和1mol/L 硫酸；B纯锌和18 mol/L 硫酸；C粗锌和 1mol/L 盐酸；D粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液,D,五、原电池应用,原电池工作原理第三课时,常见原电池的负极一般是：相对 的金属，发生 变化、流出、电极；正极一般是：相对 的金属，发生 变化、流出、电极。,活泼,氧化反应,电子,减轻或变细,不活泼,还原反应,电流,有气泡或变粗,负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn 2+,正极（石墨）：2NH4+2e-=
10、2NH3+2H2,总反应：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2,1）、锌-锰干电池(酸性）,一、常见的化学电源,1、分类：根据原电池原理，人们设计、生产的电池可分为、和。,一次电池,二次电池,燃料电池,2、一次电池：发生 的物质大部分消耗后，,氧化还原反应,不能再使用,负极-Zn,正极MnO2,电池反应：,电解质：,KOH,Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,MnO2+2H2O+2e-=Mn（OH）2+2OH-,Zn+MnO2+H2O=Mn（OH）2+Zn(OH)2,思考该电池的正负极材料和电解质？,碱性锌锰电池的优点：电流稳定，放电容量、时间比干电池增大几倍，不会气涨或漏液。,2)
11、碱性锌-锰干电池,钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为Zn(OH)2,3）银-锌电池,负极：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2,正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,总反应：Ag2O+Zn+H2O=Zn(OH)2+2Ag,4）铅蓄电池,负极Pb：Pb+SO42-2e-=PbSO4,正极PbO2：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,总反应：,3、二次电池：可重复使用的电池如铅蓄电池（电瓶）等。,当
12、电池充电时，就是通以，铅板（原电池的 极）与电源 极相连；二氧化铅板（原电池的 极）与电源 极相连。在充电过程中，上述电极反应都 进行。,直流电,负,负,正,正,同时,电极:Pt制作的惰性电极,电解质溶液:KOH溶液,负极:2H2-4e-+4OH-4H2O,正极:O2+2H2O+4e-4OH-,总反应：2H2+O22H2O,拓展创新,氢氧燃料电池,若为酸性介质，试写出电极反应式？,思考:,负极：2H2-4e-4H+正极:O2+4H+4e-2H2O,5）新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/,（1）定义：利用 和 之间的氧化还原反应，将化学能转化为电能。,燃料,氧化剂,例：氢气是燃料电池最简单的
13、燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出图中甲烷燃料电池中a极的电极反应式：，此时电池内总的反应式。,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,燃料电池优点：,能量转化效率高，排放的废弃物少和运行时噪音小等,6）海水电池（电解质溶液为海水）,负极：4Al-12e=4Al3+，正极：3O2+6H2O+12e=12OH总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,7）锂电池（非水有机溶剂电解液）,负极：2Li-2e=2Li+，正极：I2+2e=2I，总反应：2Li+I2=2LiI
14、,跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。,原电池工作原理第四课时,1、,2、,金属阳离子,失e-,氧化反应,金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,（常见普遍）,金属腐蚀及防护,金属原子,金属腐蚀的本质：,3、,金属腐蚀：,是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化还原）而腐蚀损耗的过程。,钢铁表面形成的微小原电池示意图,钢铁的腐蚀,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,水膜呈酸性。,水膜呈中性或酸性很弱。,CO2+
15、H2OH2CO3 H+HCO 3-,电极反应,负极Fe(-),Fe-2e=Fe2+,2Fe-4e=2Fe2+,正极C(+),2H+2e=H2,O2+2H2O+4e=4OH-,总反应:,Fe+2H+=Fe2+,2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,联系,钢铁腐蚀的防护：,例6：,改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。,A.,C.,铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；,B.,D.,它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；,2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的
16、牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是,环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；,（D）,它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；,2.金属表面覆盖保护层,3.电化学保护法,原理：,原理：,如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。,隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。,牺牲阳极的阴极保护法,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。,牺牲阳极的阴极保护法示意图,练习：下列装置
17、中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 A B C D,D,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀,小结,例1：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为_，则其正极反应式为_。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为_，则其负极反应可表示为_。,2H2-4e-+
18、4OH-=4H2O,2H2-4e-=4H+,O2+4e-+4H+=2H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,例3：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-电池放电后，溶液PH不断升高 A.B.C.D.,A,例4：已知下列原电池的总反应式，Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，请写出电极反应式 负极：_ 正
19、极：_ 例5：将上题中的反应设计成原电池。画出装置图并注明电极材料及电解质溶液。,2Fe3+2e-=2Fe2+,Cu-2e-=Cu2+,例6：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是()A放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C充电时，阴极上的电极反应为：D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动,答案：B、D。,例7、(99理综)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2
20、的混合气为阴极助燃气,制得在6500下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:负极反应式:,正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-总电池反应 式:.,2CO+2CO32-4e-=4CO2,2CO+O2=2CO2,解析：本题中CO为还原剂，空气中O2为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O2=2CO2。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O2+2CO2+4e-=2CO32-。,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
