第34讲--原电池原理及应用.ppt

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1、原电池原理及应用一、原电池装置1.概念：把化学能转变为电能的装置叫原电池。2.构成原电池的条件：①必须自发进行氧化还原反应。②负极系统：还原剂本身或还原剂和导体构成，正极系统：氧化剂和导体构成。③电解质溶液（构成内电路，通常要参与电极反应）。④两个电极接触或用导线相连（构成外电路）。++PtPt+3.原电池的工作原理：+注意：①原电池反应可加快反应速率。②以还原剂本身为负极的原电池工作时负极质量减少，正极质量不变或增加。4.原电池的设计：还原剂+氧化剂→氧化产物+还原产物e-+e-氧化反应还原反应导线负极系统①设计负极系统―根据还原剂设计。②设计正极系统―根据负极

2、设计。③设计电解质溶液―根据氧化剂设计。PtPt+1．分别放置在如下图所示装置(都盛有0.1mol·L－1的H2SO4溶液)中的四个相同的纯锌片，腐蚀最快的是2．有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中，b不易腐蚀．将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈．将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化．如果把Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出．据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是A．d、c、a、bB．d、a、b、cC．d、b、a、cD．b、a、d、c3．已知空气—锌电池的电极反应为：锌片：Zn＋2OH－－2e－＝＝＝ZnO＋H2O；碳棒：1/

3、2O2＋H2O＋2e－＝＝＝2OH－据此判断，锌片是A．正极，并被还原B．正极，并被氧化C．负极，并被还原D．负极，并被氧化4．如图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是5．下列关于实验现象的描述不正确的是A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B、用锌片做阳极，铁片做做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快6．如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余．试写出

4、可能的电极反应式，并指出正、负电极及电极反应类型．(1)Fe：、(可不填满，也可补充，下同)；(2)pb片：、．二、原电池电极反应式的书写例1.镁、铝在强碱性环境中构成的原电池。分析：*首先应确定正、负极。这里，虽然Mg比Al活泼，由于在此情境下能自发进行的反应为Al和OH-的反应，且在反应中Al作还原剂，故负极为Al，则正极为Mg。*然后确定电极反应式。负极：Al-3e-=Al3+。此时Al3+在碱性环境不能稳定存在，会与OH-（过量）结合转化为AlO2-。∴负极反应式为：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O最后用总反应式-负极反应式===正极反应式

5、可见，书写反应式时还需考虑与电解液的共存关系以及电子守恒。思考：将上例中强碱性环境改为稀硫酸会怎样？练习.以Fe、Cu作为电极，分别在常温下插入稀硫酸、浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸溶液。分析电极反应式。例2.⑴美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转化为电能，而不经过热能中间形式。电极反应产生的水，经冷凝后又可作为宇航员的饮用水。以KOH做导电物质发生的反应为：2H2+O2=2H2O，则电极反应式分别为：负极，正极。⑵如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为、。⑶如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则

6、电极反应式为、。如果用稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为、。练习1：以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体224/6L练习2.用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电极反应式。练习3.北京奥运会“祥云”火炬

7、燃料是丙烷（C3H8），以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通人O2和CO2。电解质是熔融碳酸盐。分析电极反应式。分析：此题涉及到的电池为可充电电池（二次电池），其特点是：①放电方向的反应为原电池反应；充电方向的反应为电解反应。②原电池的负极反应与电解池的阴极反应可逆，原电池的正极反应与电解池的阳极反应可逆。例3.市场上经常见到的标记为Li－ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正

8、确的是()