1、概念：原电池是、概念：原电池是_的装置。的装置。 原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应。反应。将将化学能转化为电能化学能转化为电能氧化还原氧化还原例：例：如右图所示，组成的原电池：如右图所示，组成的原电池：（1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H2SO4时：时：Zn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；Cu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。反应。（2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时： Zn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；Cu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_反反应应.负负Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正2H+ +2e- =H2还原还原负负Zn 2e - = Zn 2+氧化氧化正正Cu2+ + 2e - = Cu还原还原一、原电池一、原电池 (1)(1)具有两个具有两个 不同的不同的电电极。极。 (2)(2)合适的合适的 溶液。溶液。 (3)(3)形成形成 回路回路( (外外电电路用路用导线导线相相连连或互相接触并将或互相接触并将两两电电极插入极插入电电解解质质溶液中溶液中) )。 (4)(4)能自能自发发地地发发生生 反反应应。活活泼泼性性电电解解质质闭闭合合氧化氧化还还原原2、构成原电池的条件、构成原电池的条件3.电池的正负极的判断方法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（根据电子流动方向方向）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根据原电池电极 发生的反应发生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：负极负极正极正极练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4 负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu CuSO4盐桥：在盐桥：在U U型管中型管中装满用饱和装满用饱和KClKCl溶溶液和琼胶作成的液和琼胶作成的冻胶。冻胶。负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌铜锌原电池原电池电解质电解质溶液溶液盐桥盐桥失失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 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）阳离子阳离子二、原二、原 电电 池池 原原 理理外电路外电路内电路内电路三、原电池的设计三、原电池的设计从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池。电池。设计原电池的基本思路：设计原电池的基本思路：根据根据电电池反池反应应式确定正、式确定正、负负极反极反应应式。式。根据正、根据正、负负极反极反应应式式选择电选择电极材料和极材料和电电解解质质溶液。溶液。画出原画出原电电池装置示意池装置示意图图。负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe22Fe3+ + Cu2 Fe2+ + Cu2+或或 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2例如：以例如：以2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2为为依据，依据，设计设计一个原一个原电电池。池。 C FeCl3 FeCl3CuCl2Cu练习练习：根据下式：根据下式设计设计一个原一个原电电池：池：Cu2Ag=Cu22Ag(1)装置可采用装置可采用烧烧杯和杯和盐桥盐桥，画出原，画出原电电池的装置池的装置简图简图。注明原注明原电电池的正极、池的正极、负负极和外极和外电电路中路中电电子的流向。子的流向。(2)写出两个写出两个电电极上的极上的电电极反极反应应。(2)负负极：极：Cu2e=Cu2，正极：正极：2Ag2e=2Ag负极负极 2加快氧化加快氧化还还原反原反应应的速率的速率 例如：在例如：在锌锌与稀硫酸反与稀硫酸反应时应时加入少量加入少量CuSO4溶液，能使溶液，能使 产产生生H2的速率加快。的速率加快。 3比比较较金属活金属活动动性性强强弱弱四四 、原电池原理的应用：、原电池原理的应用：1设计化学电池设计化学电池 4用于金属的保用于金属的保护护 如要保如要保护护一个一个铁闸铁闸。可用。可用导线导线将其与一将其与一锌块锌块相相连连，使，使锌锌作原作原电电池的池的负负极，极，铁闸铁闸作正极。作正极。一、化学电池一、化学电池将将 转化为转化为电能电能的装置。的装置。1 1分类分类化学能化学能 2优优点点 具有具有 高，供能高，供能稳稳定可靠，使用方便，定可靠，使用方便，易于易于维护维护等等优优点。点。 3判断判断电电池池优优劣的主要劣的主要标标准准 (1)比能量：即比能量：即单单位位质质量和量和单单位体位体积积所能所能输输出出电电能的能的多少，多少，单单位位“(Wh)/kg”或或“(Wh)/L”。 (2)比功率：即比功率：即单单位位质质量或量或单单位体位体积积所能所能输输出功率的出功率的大小，大小，单单位位“W/kg”或或“W/L”。 (3)电电池池 的的长长短。短。能量能量转转化率化率可可储储存存时间时间二、几种常二、几种常见见的化学的化学电电池池1一次一次电电池池(1)碱性碱性锌锰电锌锰电池：池：构造：构造：组组成：成：正极：正极： ；负负极：极： ；电电解解质质： 。工作原理：工作原理：负负极反极反应应： ；正极反正极反应应： ；总总反反应应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。MnO2ZnKOHZn2OH2e=Zn(OH)22MnO22e2H2O=2MnOOH2OH(2)银锌电银锌电池：池：构造：构造：组组成：成：负负极：极： ，正极：，正极： ，电电解解质质： 。 工作原理：工作原理：负负极反极反应应： ；正极反正极反应应： ；电电池反池反应应： 。ZnAg2OKOHZnAg2OH2O=Zn(OH)22AgZn2OH2e=Zn(OH)2Ag2O2eH2O=2Ag2OH2二次二次电电池池(以以铅铅蓄蓄电电池池为为例例)(1)构造：构造： (2)组组成：正极：成：正极： ；负负极：极： ；电电解解质质： 。 (3)工作原理：工作原理： 铅铅蓄蓄电电池是最常池是最常见见的二次的二次电电池，其池，其电电极反极反应应分分为为放放电电和充和充电电两个两个过过程。程。PbO2H2SO4溶液溶液Pb铅蓄电池的充铅蓄电池的充、放电过程：放电过程： PbPbO22H2SO4放电放电充电充电2PbSO42H2O 放放电过电过程的程的电电极反极反应应、总总反反应应：负负极：极： ；正极：正极： ；总总反反应应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充充电过电过程的程的电电极反极反应应、总总反反应应：阴极：阴极： (还还原反原反应应)；阳极：阳极： (氧化反氧化反应应)；总总反反应应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。3 3燃料电池燃料电池(1)(1)构造：构造： (以酸性氢氧燃料电池为例以酸性氢氧燃料电池为例)（2）工作原理）工作原理 以以H2、烃烃、醇、醇、肼肼作燃料在作燃料在负负极上失极上失电电子子发发生氧生氧化反化反应应，以空气或，以空气或O2作氧化作氧化剂剂在正极上得到在正极上得到电电子，子，连续连续不断的把燃料和氧化不断的把燃料和氧化剂剂中的化学能中的化学能转转化化为电为电能。能。 所用所用电电极一般极一般为为惰性惰性电电极。极。 所用所用电电解解质为质为酸酸(或碱或碱)、熔融氧化物、熔融氧化物(或熔融或熔融盐盐)等。等。氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池工作原理介质介质电池反应：电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-它是以两根金属铂片插入它是以两根金属铂片插入KOH溶液溶液中作电极，又在两中作电极，又在两极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：2O2+ 4H2O + 8e- = 8OH -CH4+ 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2OCH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O甲烷新型燃料电池甲烷新型燃料电池方法指导方法指导 分析氧化还原反应：分析氧化还原反应：负极负极还原剂失去电子还原剂失去电子； 正极正极氧化剂得到电子。氧化剂得到电子。 要注意要注意介质介质影响：一般来说，影响：一般来说，一极消耗介质的离子，一极消耗介质的离子， 另一极则生成介质的离子。另一极则生成介质的离子。 合并两极电极反应式，消去得失电子数及两边的介质离子，合并两极电极反应式，消去得失电子数及两边的介质离子， 即得到总的氧化还原方程式。即得到总的氧化还原方程式。 总之总之，总的氧化还原反应方程式减去一极电极反应式，总的氧化还原反应方程式减去一极电极反应式， 可得另一极电极反应式。可得另一极电极反应式。 电极反应式书写技巧：电极反应式书写技巧：1、银锌电池、银锌电池（电解质为（电解质为KOH）负极：负极：Zn + 2OH- 2e- = Zn(OH)22、海水电池、海水电池（电解质溶液为海水）（电解质溶液为海水）正极：正极：3O2+ 6H2O + 12e- = 12OH-正极：正极：Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-总反应：总反应：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag总反应：总反应：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3负极：负极：4Al - 12e- = 4Al3+，练练习习3、C2H6燃料电池、电解质为燃料电池、电解质为KOH溶液溶液负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：4、CH3OH燃料电池、电解质为燃料电池、电解质为KOH溶液溶液负极：负极：正极：正极：电池总反应：电池总反应：7O2+ 14H2O +28e-=28OH -2C2H6+ 36OH -28e-= 4CO32- + 24H2O2C2H6+ 7O2 +8KOH = 4K2CO3 + 10 H2O3O2+6H2O +12e-= 12OH -2CH3OH+ 16OH -12e-= 2CO32- + 12H2O2CH3OH+ 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6 H2O正极：正极：负极：负极：H2SO4Mg AlNaOHMg Al浓浓HNO3 Al Cu判断下列原电池的正负极？判断下列原电池的正负极？AlAlMgMgMgMgAlAlAlAlCuCu( (金属活泼性金属活泼性) )(Mg不与不与NaOH反应反应)(Al发生钝化发生钝化)