1、：把把化學能化學能轉化成轉化成電電能能的裝置的裝置原電池原電池一、原電池一、原電池1.定義2.反應本質：氧化還原反應氧化還原反應（氧化反應）（氧化反應）（還原反應）（還原反應） （Zn）：）： Zn 2e- = Zn2+（Cu）：）：2H+2e- = H2 （銅片在這里起（銅片在這里起傳導電子傳導電子的作用）的作用）電極反應式：電極反應式：電極總反應：電極總反應： ZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4原電池的工作原理：原電池的工作原理：負極負極正極正極3.原電池工作原理原電池工作原理 負極反應失電子總數負極反應失電子總數 正極正極反應得電子總數反應得電子總數 外電路中通過外電路中通過的電

2、子總數。的電子總數。 等于等于等于等于：電子由負極流向正極，電子由負極流向正極， 電子與電流流向：電子與電流流向：學與問學與問 ：陰離子移向負極，陽離子移向正極，陰離子移向負極，陽離子移向正極， 外電路外電路內電路內電路4.原電池中電極的名稱原電池中電極的名稱：電子流出的一極：電子流出的一極發生氧化反應發生氧化反應：電子流入的一極：電子流入的一極發生還原反應發生還原反應負極負極正極正極電流由正極流向負極。電流由正極流向負極。實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石

3、墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等第一組實驗第一組實驗形成條件二：電極需插進形成條件二：電極需插進電解質電解質溶液中；溶液中；第二組實驗第二組實驗實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件第三組實驗第三組實驗實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路一個自發進行的氧化還原反應一個自發進行的氧化還原反應2H2H+ + +Zn = H+Zn = H2 2 + Zn + Zn2+2+ 形成條件四：形成條件四：5.構成原電池的條件構成原電池的條件( 1 )( 1 )有兩種活動性不同的金屬有兩種活動性不同的金屬或一種是非金屬單質或金屬氧化

4、物作電極?；蛞环N是非金屬單質或金屬氧化物作電極。 （2 2）電極材料均插入電解質溶液中。）電極材料均插入電解質溶液中。 （3 3）兩極相連形成閉合電路。）兩極相連形成閉合電路。 （4 4）能自發進行的氧化還原反應。）能自發進行的氧化還原反應。下列各裝置能否形成原電池反應？ ZnCuH2SO4 ZnCu 酒精酒精CuAgAgNO3CuZnH2SO4CuCuH2SO4CuZnCuSO4 ZnSO4CuZn CuSO4ZnSO4XXX練習：練習：(1)(3)(4)(5)(6)(7)(2)稀硫酸稀硫酸ZnFe(8)根據電極材料判斷根據電極材料判斷負極負極: 較活潑的金屬較活潑的金屬正極正極: 較不活潑

5、的金屬或非金屬導體較不活潑的金屬或非金屬導體6. 原電池原電池電極名稱的確定方法電極名稱的確定方法根據電極材料的根據電極材料的性質確定：活潑的金屬為負極。性質確定：活潑的金屬為負極。根據電極反應的本身確定。根據電極反應的本身確定。失電子的反應失電子的反應氧化反應氧化反應負極負極得電子的反應得電子的反應還原反應還原反應正極正極練習：銀鋅電池是廣泛用作各種電子儀器的電源，它練習：銀鋅電池是廣泛用作各種電子儀器的電源，它的反應可表示為：的反應可表示為：Ag2O+Zn+H2O 2Ag+2Zn(OH)2請判斷此電池中，負極上發生反應的物質是（請判斷此電池中，負極上發生反應的物質是（ ）A.Ag B.Zn

6、(OH)2 C.Ag2O D.ZnD根據電子或電流流動方向（外電路）：根據電子或電流流動方向（外電路）：電子從負極流出 沿導線 流入正極電流從正極流出 沿導線 流入負極ee根據離子的定向移動（內電路）根據離子的定向移動（內電路）陽離子向正極移動陽離子向正極移動陰離子向負極移動陰離子向負極移動根據離子方程式判斷根據離子方程式判斷Fe+2H+=Fe2+H2（負極） （在正極）根據現象判斷根據現象判斷電極不斷溶解：負極電極不斷溶解：負極有氣泡冒出、有固體析出：正極有氣泡冒出、有固體析出：正極P37高效47.如何書寫電極反應方程式如何書寫電極反應方程式負極：負極： Zn -2e- = Zn 2+正極：

7、正極： Cu2+ + 2e - = Cu 總反應總反應: Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu CuAgAgNO3溶液溶液負極：負極：Cu-2e-Cu2+正極：正極：2Ag2Ag+ + + 2e- = 2Ag2AgCuSO4溶液溶液 NaCl溶液溶液負極：負極：2 2FeFe-4-4e- =2FeFe2+2+正極：正極：O2+2H2O+4 4e- =4OH-NaOH溶液溶液 請判斷左邊原電池的正、負極？請判斷左邊原電池的正、負極？并寫出并寫出電極反應式電極反應式負極：負極：2Al +8OH2Al +8OH- - -6e-6e- - =2AlO=2AlO2 2- -+4H+4H2 2O

8、O正極正極：6H6H2 2O+6eO+6e- - =6OH=6OH- -+3H+3H2 2總反應式：總反應式：2Al +2OH2Al +2OH- - +2H+2H2 2O O =2AlO=2AlO2 2- -+3H+3H2 2 濃硝酸濃硝酸 請判斷左邊原電池的正、負極？請判斷左邊原電池的正、負極？并寫出并寫出電極反應式電極反應式負極（負極（CuCu）：）：CuCu -2e-2e- - =Cu=Cu2+2+正極正極(Al)(Al)：4H4H+ +2NO+2NO3 3- -+2e+2e- - =2NO=2NO2 2+2H+2H2 2O OCu總反應式總反應式：4H4H+ +2NO+2NO3 3-

9、-+Cu =Cu+Cu =Cu2+2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O 練習練習： 利用利用Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2設計設計一個原電池，畫出示意圖，寫出電極反應。一個原電池，畫出示意圖，寫出電極反應。AFeClFeCl3 3溶液溶液負極：負極：Cu-2e-Cu2+正極：正極：2 Fe Fe3+3+2+2e- 2FeFe2+2+8.原電池原理的應用原電池原理的應用加快加快反應速率：反應速率：（形成原電池反應，反應速率形成原電池反應，反應速率加快加快） 例如例如，實驗室制，實驗室制H2時，由于鋅太純，反應一般較時，由于鋅太純，反應一般較慢，可加入少量慢，可加入少

10、量CuSO4以加快反應速率。以加快反應速率。防止防止鋼鐵腐蝕：鋼鐵腐蝕：在鋼鐵的表面焊接比在鋼鐵的表面焊接比Fe更更活潑的金屬（如活潑的金屬（如Zn），組成原電池后，使），組成原電池后，使Fe成為原電池的正極而得到保護。成為原電池的正極而得到保護。揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。 鋼鐵中含有碳，可與鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發生組成原電池，發生原電池反應而使鋼鐵遭到腐蝕原電池反應而使鋼鐵遭到腐蝕例例 X、Y、Z都是金屬，把都是金屬，把X浸入浸入Z的硝酸鹽溶液中，的硝酸鹽溶液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X與與Y組成原電池時，組成原電池時，Y

11、是電池的是電池的負極。負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為三種金屬的活動性順序為( )C因為因為X置換出置換出Z,所以金屬性所以金屬性負極的金屬較活潑負極的金屬較活潑,所以所以判斷金屬活動性的強弱判斷金屬活動性的強弱一般說來一般說來: a.活潑活潑金屬作負極金屬作負極,較不活潑的金屬作正極較不活潑的金屬作正極 b.金屬溶解的一極比冒出氣體或金屬附著的金屬溶解的一極比冒出氣體或金屬附著的一極的金屬活潑性要強一極的金屬活潑性要強 請結合組成原電池的條件，將氧化還原反應：請結合組成原電池的條件，將氧化還原反應：Fe + CuFe + Cu2+2+ = Cu + Fe = Cu + Fe2+2+設計

12、成一個原電池。設計成一個原電池。1、電解液：、電解液： 。2、電極材、電極材料：料： 正極正極 ，負極，負極 。3、電極反應式電極反應式 ：負極負極: .正極正極: . 1 1、電解液：、電解液： 硫酸銅、氯化銅、硝硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液酸銅等可溶性銅鹽溶液 2 2、電極材料：、電極材料： 負極：鐵，負極：鐵， 正極：銅、石墨或比正極：銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬鐵不活潑的其他金屬 Fe 2e - = Fe 2+ Cu2+ +2e - = Cu 制作化學電源制作化學電源 練習練習11如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯

13、中，使之平衡；一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入小心的向燒杯中央滴入CuSOCuSO4 4溶液，片刻后可觀溶液，片刻后可觀察到的現象是察到的現象是( D )A. A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定；鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B. B. 保持平衡狀態；保持平衡狀態；C. C. 鐵圈向下傾斜；鐵圈向下傾斜；D. D. 銀圈向下傾斜；銀圈向下傾斜； 練習練習22把把A,BA,B兩種不同的未知活潑性的金屬用兩種不同的未知活潑性的金屬用導線連接后同時插入稀硫酸中導線連接后同時插入稀硫酸中, ,結果發現結果發現A A金屬金屬上有氣體產生上有氣體產生, ,則下列說法正確的是則下列說法正確的

14、是( )( )A. AA. A為正極為正極,A,A較活潑較活潑B. BB. B為負極為負極,B,B較活潑較活潑C. AC. A上發生的是氧化反應上發生的是氧化反應D. AD. A的質量減小的質量減小B練習練習3 由碳棒、鐵片和由碳棒、鐵片和200mL稀稀H2SO4組成的組成的原電池中，當在碳棒上共放出原電池中，當在碳棒上共放出3.36L（標準狀況）（標準狀況）氣體時，求消耗鐵多少克？有多少個電子通過了氣體時，求消耗鐵多少克？有多少個電子通過了電線？電線？ 解解:負極反應負極反應: Fe 2e = Fe2+ 正極反應：正極反應： 2H+ + 2e = H2 總反應：總反應： Fe + 2H+ =

15、 Fe2+ + H2 56g 22.4Lm(Fe) 3.36Lm(Fe)= 8.4g 電子數電子數= 8.4g56g/mol2mol6.021023/mol = 1.8061023間接：間接：直接：直接：化學能化學能燃燒燃燒熱能熱能蒸汽蒸汽機械能機械能發動機發動機電能電能裝置裝置原電池原電池 1.構成原電池的條件是什么？構成原電池的條件是什么？3.原電池的工作原理是什么？原電池的工作原理是什么？什么是原電池？什么是原電池？4.2.將化學能轉變為電能的裝置將化學能轉變為電能的裝置原電池的正負極和電子流向如何判斷？原電池的正負極和電子流向如何判斷？化學能與電能化學能與電能二、發展中的化學電源負極：

16、負極：Zn - 2e- Zn2+正極：正極：2MnO2+2NH4+2e-Mn2O3+2NH3H2O負極：負極：Zn +2OH- -2e- Zn(OH)2正極：正極：2MnO2+2H2O+2e-MnO(OH)+ 2OH-Zn +2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)21、干電池、干電池酸性鋅錳電池酸性鋅錳電池堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池2、充電電池（又稱二次電池）、充電電池（又稱二次電池）（1）鉛蓄電池）鉛蓄電池鎳鎳鎘電池的負極為金屬鎘鎘電池的負極為金屬鎘(Cd)，正極為正極為NiO(OH)，電解液為，電解液為KOH溶液。溶液。負極：負極： Cd 2OH- 2e- Cd(OH)2正極：正

17、極：2 2NiO(OH)2H2O2e- 2Ni(OH)2 2OH-總反應式：總反應式：Cd2NiO(OH)2H2O 2Ni(OH)2Cd(OH)2(2)(2)鎳鎳鎘可充電電池鎘可充電電池 鋰離子充電電池鋰離子充電電池鋰亞硫電池：它使用金屬鋰亞硫電池：它使用金屬(Li)和石墨作電極，和石墨作電極，金屬鋰金屬鋰(Li)作負極，四氯化鋁鋰作負極，四氯化鋁鋰(LiAlCl4)溶溶解在亞硫酰氯解在亞硫酰氯(SOCl2) 組成的電解質溶液中，組成的電解質溶液中，亞硫酰氯亞硫酰氯(SOCl2) 也作正極反應物。也作正極反應物。正極：正極：3SOCl28e-6Cl-SO32- 2S負極：負極：8Li8e- 8

18、Li+ 總反應式：總反應式：8Li3SOCl2 6LiClLi2SO32S鋰離子充電電池鋰離子充電電池負極負極： 2H2-4e-=4H+正極：正極：O2+4H+4e-=2H2O酸性氫氧燃料電池酸性氫氧燃料電池負極：負極：2H24OH-4e-4H2O正極：正極：O22H2O4e-4OH-堿性氫氧燃料電池堿性氫氧燃料電池銀銀鋅蓄電池：正極殼填充鋅蓄電池：正極殼填充Ag2O和石墨，負和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解液為極蓋填充鋅汞合金，電解液為KOH溶液。溶液。正極：正極：Ag2OH2O2e-2Ag2OH-負極：負極：Zn2OH- 2e- ZnOH2O總反應式：總反應式：Ag2OZnH2O 2AgZn(OH)2空氣電池空氣電池廢電池對環境的危害廢電池對環境的危害 電池中含有汞、鎘、鉛等有毒金屬。隨意電池中含有汞、鎘、鉛等有毒金屬。隨意丟棄廢電池會對環境造成嚴重的污染。丟棄廢電池會對環境造成嚴重的污染。有關資料顯示：有關資料顯示：一粒鈕扣電池能污染一粒鈕扣電池能污染60萬升水（這是一個人一生的萬升水（這是一個人一生的用水量）。用水量）。一節一號電池埋在地里，能使平方米的土地失去一節一號電池埋在地里，能使平方米的土地失去使用價值使用價