高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池评优课教学课件ppt

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01.原电池的工作原理
（一）原电池原理1、原电池的概念和构成条件（1）概念：是将_______转化为_____的装置。其反应实质是自发的氧化还原反应。
Zn - 2e－==Zn2＋
Cu2＋＋2e－==Cu
盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 盐桥的作用 ①连接内电路，形成闭合回路； ②平衡电荷，使原电池不断产生电流。
1.Cu、Ag与稀硫酸能否设计成原电池?
不能。Cu、Ag与稀硫酸都不能自发地发生氧化还原反应。
2.试分析铁、铜作电极，浓硝酸为电解质溶液构成原电池的正、负极及得失电子的情况，并写出两极的电极反应。
铁、铜及浓硝酸可构成原电池,由于常温下,铁在浓硝酸中发生钝化,铜会溶解,发生反应Cu+4HNO3(浓) == Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,反应中铜失去电子,作负极;NO3-得到电子,铁作正极。负极反应为Cu-2e- == Cu2+,正极反应为4H++2NO3-+2e- == 2NO2↑+2H2O。
从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点:
内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向运动。
(1)增大氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2，常用粗锌，它产生H2的速率大。原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池，增大了锌与稀硫酸的反应速率，使产生H2的速率增大。
(2)比较金属的活动性强弱原电池中，负极一般为活动性较强的金属，正极一般为活动性较弱的金属或能导电的非金属。
(3)设计原电池①首先将氧化还原反应分成两个半反应②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液
1、分类一次电池（干电池）： 电池消耗到一定程度，就不能使用；二次电池（充电电池或蓄电池）： 放电后可以再充电重新使用；燃料电池： 一种将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
1、 普通锌锰电池（碱性）
(1)组成: 正极：MnO2 负极：Zn 电解质：KOH(2)工作原理: 负极反应：Zn+2OH--2e- === Zn(OH)2; 正极反应：2MnO2+2e-+2H2O === 2MnO(OH)+2OH-; 总反应：Zn+2MnO2+2H2O === 2MnO(OH)+Zn(OH)2。
2、二次电池 (以铅酸蓄电池为例)
(1)组成： 负极：Pb 正极：PbO2 电解质：H2SO4溶液
(2)工作原理: 铅酸蓄电池是最常见的二次电池,其电极反应分为放电和充电两个过程。①放电过程的电极反应、总反应:
负极：Pb(s)+SO42-(aq)-2e- = PbSO4(s)；正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e- = PbSO4(s)+2H2O；总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s)+2H2O(l)。
②铅酸蓄电池的充、放电过程:
3、燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)
(1)组成： 负极：H2 正极：O2 电解质：酸溶液或碱溶液
(2)氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式
怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？
（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（2）写出正极的电极反应式(一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。（4）正极反应一般为 ①酸性介质O2 + 4H+ + 4e－=2H2O ②碱性介质O2+2H2O+4e－=4OH－
CH4燃料电池（1）碱性介质燃烧总化学反应：CH4+2O2 = CO2+2H2O燃料电池总反应： CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O正极：2O2+4H2O+8e－= 8OH-负极：CH4+10OH-－8e－= CO32-+7H2O
（2）酸性介质燃料电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O ①正极反应：O2+4H++4e-=2H2O ②负极反应：①-②×2，得：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
甲醇燃料电池（1）酸性介质 总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O 正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O 负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O == 12H++ 2CO2（2）碱性介质 总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH == 2K2CO3 + 6H2O 正极的电极反应式为：3O2+12e- + 6H2O==12OH- 负极的电极反应式为：2CH4O -12e-+16OH- == 2CO32- + 12H2O