高二化学原电池电解池复习课
讨论题目练习册：P67:4,P71:实验图表小册子：P105:7，P106:7寒假作业：8,16.体验高考1：1第一节 原电池1 1、原电池是、原电池是_的装置原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应2 2、如右图所示，组成的原电池：、如右图所示，组成的原电池：（1 1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H H2 2SOSO4 4时：时：ZnZn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，）极，其电极反应为其电极反应为_，该反应，该反应是是_（填（填“氧化氧化”或或“还原还原”，下同）反应；，下同）反应；CuCu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,_,该反应是该反应是_反应2 2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时：ZnZn电极电极是是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反应；反应；CuCu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,_,该反应该反应_反应反应.负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正2H2H+2e+2e-=H=H2 2还原还原负负ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+氧化氧化正正CuCu2+2+2e+2e-=Cu=Cu还原还原氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应Cu2+2e-=Cu阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 Cu2+2e-=CuZn-2e-=Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子外电路外电路内电路内电路升失氧：降得还：氧化反应，被氧化，氧化产物还原剂，还原性还原反应，被还原，还原产物氧化剂，氧化性 由于在铜极上很快就由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。
阻，使电流不能畅通这种作用称为极化作用这种作用称为极化作用此电池的优点：此电池的优点：能产生持续、稳能产生持续、稳定的电流定的电流盐桥制法：盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入将热的琼胶溶液倒入U形管中形管中(注意不要产注意不要产生裂隙生裂隙)，将冷却后的，将冷却后的U形管浸泡在形管浸泡在KCl或或NH4NO3的饱和的饱和溶液中即可溶液中即可2)将将KCl或或NH4NO3的饱和溶液装入的饱和溶液装入U形管，形管，用棉花都住管口即可用棉花都住管口即可盐桥的作用：盐桥的作用：（1 1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触由于盐桥（如由于盐桥（如KClKCl）的存在，其中阴离子）的存在，其中阴离子ClCl-向向ZnSOZnSO4 4溶液扩散和迁移，阳离子溶液扩散和迁移，阳离子K K+则向则向CuSOCuSO4 4溶液扩散和溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu2+2+几乎完全沉淀下来。
几乎完全沉淀下来若电解质溶液与若电解质溶液与KClKCl溶液反应产生沉淀，可用溶液反应产生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作盐桥2 2）平衡电荷平衡电荷在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离靠离子迁移完成子迁移完成的取出盐桥，取出盐桥，ZnZn失去电子形成的失去电子形成的ZnZn2+2+进入进入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液因溶液因ZnZn2+2+增多而带正电荷同时，增多而带正电荷同时，CuSOCuSO4 4则由于则由于CuCu2+2+变为变为CuCu，使得使得SOSO4 42-2-相对较多而带负电荷相对较多而带负电荷溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断铜片，造成电流中断形成原电池的条件形成原电池的条件内部条件：能自发进行氧化还原反应内部条件：能自发进行氧化还原反应1.活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极2.电极需插进电解质溶液电极需插进电解质溶液3.必须形成闭合回路必须形成闭合回路CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精CuZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNnZCu4OS2CuuC4OS2H1.1.下列哪几个装置能形成原电池下列哪几个装置能形成原电池？OVXVVXXXXV三、原电池的正负极的判断方法三、原电池的正负极的判断方法 微观判断微观判断（根据电子流动方向（根据电子流动方向）电子流出的极电子流出的极电子流入的极电子流入的极负极负极正极正极较活泼的电极材料较活泼的电极材料较不活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加的电极质量增加的电极工作后工作后 质量减少的电极质量减少的电极负极负极正极正极正极正极负极负极工作后，有气泡冒出的电极为正极工作后，有气泡冒出的电极为正极发生氧化反应的极发生氧化反应的极发生还原反应的极发生还原反应的极宏观判断宏观判断：根据电极材料根据电极材料根据原电池电极发生根据原电池电极发生的反应的反应根据电极增重还是减重根据电极增重还是减重根据电极有气泡冒出：根据电极有气泡冒出：负极负极正极正极4、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是(D)A.铁圈和银圈左右摇摆不定铁圈和银圈左右摇摆不定B.保持平衡状态保持平衡状态C.铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜D.银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜电极方程式的书写1.判断原电池正负极2.根据原电池反应书写电极方程式 注意（1）若两个电极方程式相加所得式子与原化学方程式相同，则书写正确。
2）电解质溶液酸碱性不同，电极方程式也不同原电池的设计原电池的设计活泼性不同活泼性不同 的两种金属的两种金属如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极金属和非金属金属和非金属如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极金属和化合物金属和化合物如铅蓄电池，铅版作负极，如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极作正极惰性电极惰性电极如氢氧燃料电池中，两根电极均可用如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt（电池的电极必须导电）（电池的电极必须导电）电解质溶液一般要能够与负极发生反应但若是两个半反应分电解质溶液一般要能够与负极发生反应但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与与电电极材料具有相同的阳离子极材料具有相同的阳离子1.1.利用原电池原理设计新型化学电池；利用原电池原理设计新型化学电池；2.2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；酸反应制取氢气；3.3.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；4.4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。
如在铁器表面镀锌而受到保护如在铁器表面镀锌五、原电池的主要应用：五、原电池的主要应用：5.5.解释某些化学现象解释某些化学现象练习以AL，空气，海水为能源的海水电池H2O中的OH-参与负极反应）v负极：AL-3e-+3OH-=Al（OH）3v正极：O2+4e-+2 H2O=4OH-v总：4 AL+3 O2+6H2O=4 Al（OH）3v银器日久表面生成黑色Ag2S，可将流银器置于盛食盐水的铝制容器中，又能恢复银白H2O中的OH-和H+分别参与了两极的反应v总：2 AL+3 Ag2S+6 H2O=2 Al（OH）3+6 Ag+3 H2S（H2O的电离）v负极：AL-3e-+3OH-=Al（OH）3v正极：Ag2S+2e-+2 H+=2Ag+H2S第二节 化学电源化学电池化学电池1)概念概念:将化学能变成电能的装置将化学能变成电能的装置2)分类分类:一次电池又称不可充电电池一次电池又称不可充电电池如：干电池如：干电池二次电池又称充电电池二次电池又称充电电池蓄电池蓄电池燃料电池燃料电池3)优点优点:4)电池优劣的判断标准电池优劣的判断标准:能量转换效率高，供能稳定可靠能量转换效率高，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，使用方便和电池组，使用方便易维护，可在各种环境下工作易维护，可在各种环境下工作比能量比能量 符号符号(Wh/kg)，(Wh/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率比功率符号是符号是W/kg，W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小电池的储存时间的长短电池的储存时间的长短锂电池锂电池干电池干电池叠层电池叠层电池纽扣电池纽扣电池各各类类电电池池各类电池各类电池空气电池空气电池小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池 1 1、干电池、干电池(普通锌锰电池）普通锌锰电池）干电池用锌制桶形外壳作干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充墨周围填充NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉作电解质溶液，还和淀粉作电解质溶液，还填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正极放出的的黑色粉末吸收正极放出的H H2 2，防止产生极化，防止产生极化现象。
电极总的反应式为：现象电极总的反应式为：Zn+2MnOZn+2MnO2 2+2NH+2NH4 4Cl=ZnClCl=ZnCl2 2+Mn+Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O 一次电池一次电池干电池干电池负极负极:Zn2e-Zn2 普通锌锰干电池：普通锌锰干电池：Zn ZnCl2、NH4Cl（糊状）（糊状）石墨石墨(nO2)(+）正极正极:2NH4+2e-2NH3H2 总电池反应方程式总电池反应方程式：2NH4ClZnZnCl22NH3H2 缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液 改进后碱性锌锰电池的优点：改进后碱性锌锰电池的优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2迷你型电池迷你型电池 优点：电压高、稳定，低污染优点：电压高、稳定，低污染用途：手表、相机、心率调节器用途：手表、相机、心率调节器 HgO（S）+Zn（S）=Hg（l）+ZnO（S）Ag2O（S）+Zn（S）=2Ag（l）+ZnO（S）3 3、锂电池、锂电池锂电池：锂电池：（-）LiLi（S S）LiILiI（晶片）（晶片）I I2 2(+(+）锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2)：8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S负极：负极：；正极：；正极：。
用途：质轻、高能用途：质轻、高能(比能量高比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域8Li-8e8Li-8e-=8Li=8Li+3SOCl3SOCl2 2+8e+8e-=6Cl=6Cl-+SO+SO3 32-2-+2S+2S铅蓄电池、铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池池1.铅蓄电池铅蓄电池1)正负极材料正负极材料正极：正极：PbO2负极：负极：Pb2)工作机制工作机制电解质：电解质：H2SO4溶液溶液铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程分为放电和充电两个过程二次电池二次电池放电过程总反应：放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O Pb(s)+SO42-2e-=PbSO4(s)正极：正极：PbO2(s)+4H+SO42-+2e-=2PbSO4(s)+2H2O 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应负极：负极：放电过程放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程逆过程3)优缺点简析优缺点简析缺点：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、安全可靠、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉价格低廉其它二次电池其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池离子蓄电池原理：（1）连续的将燃料和氧化剂的化学能转化为电能。
2）电极材料本身不参与氧化还原反应3）工作时，燃料和氧化剂连续的由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除优点（1）能量转化率高，超过90%，普通燃烧过程转化率仅为30%（2）污染小燃料电池一般在正极发生还原反应的都是O2，随着电解质溶液不同，其电极反应不同练习熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用而受到重视，可用Li2CO3和和Na2CO3的熔的熔融盐混合物做电解质，融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，为阳极燃气，空气与空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制的混合气为阴极助燃气，制得在得在650下工作的燃料电池，完成有关下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：的电池反应式：负极反应式：负极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e-正极反应式：正极反应式：总电池反应：总电池反应：2CO2+O2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO2氢氧燃料电池，固体电解质在熔融状态分别能传导O2-或H+书写时要依据电解质的性质总反应都是：2H2+O2=2H2O（）传导O2-：负极：H22e-+O2-=H2O 正极：O2+4e-=2O2-（）传导H+：负极：H22e-=2 H+正极：O2+4e-+4H+=2H2O。
