原电池与化学电源

原电池是意大利科学家伏打于1799年捕捉到原电池的实验现象，并加以研究，发明了世界上第一个电池——伏打电池你知道吗CuZnZnZnCBA*实验探究1*实验指导：1.按图示进行实验操作。2.观察：金属片上是否有气泡产生。DCuCu稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸CuZn-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+----------Zn2+H+静电引力一、原电池工作原理1.概念：把化学能转化成电能的装置叫做原电池一、原电池的工作原理电子流出的一极电子流入的一极负极：正极：氧化反应还原反应锌片（负极）：铜片（正极）：原电池总反应：Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑电极反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑原电池的原理：自发进行的氧化还原反应随着反应的不断进行，电解质溶液中的PH有何变化？？？电解质溶液失e-，沿导线传递，有电流产生阳离子负极正极阳离子原电池工作原理：条件一原电池的电极材料结论一H2SO4溶液CuZnGH2SO4溶液CZnGH2SO4溶液ZnZnG两电极活性不同（两种金属或一种金属一种非金属C或一种金属一种金属氧化物），较活泼的一极为负极，较不活泼的一极为正极．ABC条件二溶液的性质结论二两个电极插入电解质溶液中。（可以）（不可以）（不可以）（可以）条件三闭合回路*二、形成原电池的条件*：前提：必须是一个自发进行的氧化还原反应。1．两电极活性不同（两种金属或一种金属一种非金属或一种金属一种金属氧化物），较活泼的一极为负极，较不活泼的一极为正极．2．两个电极插入电解质溶液中。3．构成闭合回路。三、原电池原理的应用(1)比较金属性的强弱活泼的金属作负极(3)改变反应速率(2)金属的腐蚀及防护能构成原电池的反应比普通化学反应快电化学腐蚀比普通化学腐蚀来得快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与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()AXYZBXZYCYXZDYZXC应用1负极（Fe）：2Fe-4e‾=2Fe2+正极（C）：2H2O＋O2＋4e‾=4OH‾Fe2+与OH-形成Fe(OH)2，又被氧化成Fe(OH)3，分解后形成铁锈Fe2O3.电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，这层水膜里含有少量H+和OH－，还溶解了氧气，结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。铁失去电子而被氧化：2Fe＋O2+2H2O=2Fe(OH)2总式：1、实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气，为了提高氢气生成的速率，可以使用含杂质的粗锌或者在硫酸溶液中加入少量硫酸铜溶液。分析上述方法能加速氢气生成的原因。2、为什么在铜锌原电池的实验中，本不应该产生气体的锌片上会有大量气泡产生呢？应用21原电池的基本原理2原电池的构成条件3原电池原理的应用你知道了吗1、下列各种情况是否形成了原电池？AgFeG盐酸溶液含杂质C的Fe片盐酸溶液AlMgGCCl4溶液CuZnGAFEDCB盐酸溶液CuZnCuSO4溶液H2SO4溶液CuCG练一练2.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是()A.MgB.FeC.AlD.CuB3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的PH()A.不变B.先变大后变小C.逐渐变大D.逐渐变小C把A、B、C、D4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡；A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（）①A＞B＞C＞D②A＞C＞D＞B③C＞A＞B＞D④B＞A＞C＞D②A＞BC＞DA＞CD＞B5.一个电池反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu,该反应的的原电池正确组合是（）CABCD正极ZnCuCuFe负极CuZnZnZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl普通锌锰电池碱性电池镍镉电池锂离子电池镍氢电池用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池燃料电池神舟六号燃料电池发电系统化学电池利用原电池原理制造的供电装置分类①一次电池——不可充电电池——如：干电池②二次电池——充电电池——如：蓄电池③燃料电池燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率近80%，约为火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池没有噪声及硫、氮氧化物等废气污染燃料电池氢氧燃料电池Na2SO4溶液氢氧燃料电池负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：2H2+O2=2H2O中性燃料电池书写一般步骤1、先明确燃料做负极（H2、CH4、CH3OH、N2H4等可燃物），氧化剂（O2等氧化剂）做正极2、写出正极反应式判断正极产物能否与电解质溶液共存（溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-）3、写出负极反应式4、若已知总反应式，也可相减得到负极反应式氢氧燃料电池负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：2H2+O2=2H2O中性负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：2H2+O2=2H2O碱性负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O酸性甲烷燃料电池负极材料：正极材料：电解质溶液：CH4O2KOH1.燃料电池总反应：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O2.正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-3.负极：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OZn-Mn干电池负极材料：正极材料：电解质溶液：总：Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2+MnO(OH)负极：Zn-2e-==Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e-==MnO(OH)+2NH3ZnCMnO2和NH4Cl的混合糊状物铅蓄电池负极材料：正极材料：电解质溶液：负极：Pb+SO42--2e-=PbSO4正极：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O放电过程(原电池)阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42-阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+充电过程(电解池)PbPbO2H2SO4总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2OAg-Zn碱性纽扣电池负极：Zn-2e-+2OH-==Zn(OH)2正极：Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-放电过程(原电池)负极材料：正极材料：电解质溶液：阴极：Zn(OH)2+2e-==Zn+2OH-阳极：2Ag+2OH--2e-==Ag2O+H2O充电过程(电解池)ZnAg2OKOH总反应：Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)21.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是A、Li是正极，电极反应为Li－e-=Li+B、Li是负极，电极反应为Li－e-=Li+C、Li是负极，电极反应为MnO2+e-=MnO2–D、Li是负极，电极反应为Li－2e-=Li2+B2、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表为，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是A、AgB、Zn（OH）2C、Ag2OD、Zn2Ag+Zn（OH）2Ag2O+Zn+H2O充电放电D3、1991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20到50倍。运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。负极正极Al-3e－=Al3+3O2+6H2O+12e-=12OH-4、在实验室欲加速制取氢气，最好的方法是采用（A）纯锌跟稀硫酸溶液（B）纯锌+稀盐酸（C）粗锌（含少量铜）跟稀硫酸溶液（D）粗锌（含少量铜）跟醋酸溶液C