一 、 原 電 池1.概 念 ： 把 化 學 能 轉(zhuǎn) 變 為 電 能 的 裝 置 叫 原 電 池2.構(gòu) 成 原 電 池 的 條 件 電 極 :活 潑 性 不 同 的 兩 種 金 屬 (或 金 屬 與 非 金 屬 )作 電 極 ,較 活 潑 的 金 屬 作 負 極 . 電 解 質(zhì) 溶 液 形 成 閉 合 回 路 .(4)自 發(fā) 進 行 的 氧 化 還 原 反 應 發(fā) 生 ( H0) 3.原 電 池 的 工 作 原 理 (以 Zn|H2SO4 |Cu原 理 池 為 例 ) ：原 電 池 反 應 : 2H+ + Zn = H2 + Zn2+2e- 負 極正 極 e- e- e- 現(xiàn) 象 :鋅 片 逐 漸溶 解 ;銅 片 上 有大 量 氣 泡 產(chǎn) 物生2H+2e- =H2Zn-2e=Zn2+氧 化 反 應 還 原 反 應Zn(負 ) Cu(正 )外 電 路 稀 硫 酸SO42- H+ 內(nèi) 電 路結(jié) 論 工 作 原 理 :將 化 學 能 轉(zhuǎn) 變 為 電 能 . 在 負 極 發(fā) 生 氧 化 反 應 ,正 極 發(fā) 生 還 原 反 應 ;在 外 電 路 ,電 子 由 負極 流 向 正 極 ;在 內(nèi) 電 路 ,陰 離 子 向 負 極 移 動 ,陽 離 子 向 正 極 移 動 . 1.原 電 池 的 正 負 極 判 斷 方 法 . 利 用 原 電 池 總 反 應 判 斷 : 負 極 :還 原 劑 作 負 極 或 在 負 極 反 應 ,失 電 子 ,發(fā) 生 氧 化 反 應 的一 極 ,電 子 流 出 的 一 極 . 正 極 :氧 化 劑 作 正 極 或 在 正 極 反 應 .得 電 子 ,發(fā) 生 還 原 反 應 的一 極 ,電 子 流 入 的 一 極 . 利 用 電 流 方 向 判 斷 :電 流 由 正 極 流 向 負 極 根 據(jù) 離 子 定 向 移 動 判 斷 :陽 離 子 移 向 正 極 ,陰 離 子 移 向 負 極 . 根 據(jù) 電 極 材 料 判 斷 :一 般 是 活 潑 的 金 屬 作 負 極 ,不 活 潑 的 金屬 或 能 導 電 非 金 屬 作 正 極 . 根 據(jù) 實 驗 現(xiàn) 象 判 斷 :能 溶 解 的 一 極 為 負 極 ,有 氣 體 析 出 或 金屬 單 質(zhì) 析 出 的 一 極 為 正 極 (活 潑 金 屬 作 負 極 ,酸 或 不 活 潑 的 金 屬鹽 溶 液 作 電 解 質(zhì) 溶 液 )二 、 常 見 問 題 2.電 極 反 應 式 的 書 寫 原 電 池 反 應 電 極 反 應 式 ：負 極 ： 還 原 劑 -ne-=氧 化 產(chǎn) 物正 極 ： 氧 化 劑 +ne-=還 原 產(chǎn) 物 原 電 池 反 應 式 =正 極 反 應 式 +負 極 反 應 式 Mg AlA X溶 液 例 2. 右 圖 為 Mg與 Al與 X溶 液 組 成 的 一 原 電 池 。試 按 要 求 回 答 問 題 。 X為 硫 酸 時 ， 原 電 池 總 反 應 式 (離 子 方 程 式 )_負 極 為 _,電 極 反 應 式 為 :_,正 極 為 _,電 極 反 應 式 為 _Mg+2H+=H2+Mg2+Mg Mg-2e-=Mg2+2H+2e-=H2Al 氧 化 劑 + 還 原 劑 = 還 原 產(chǎn) 物 + 氧 化 產(chǎn) 物+ - ne- 2Al+8OH- -6e- =2Al(OH) 4_ 2Al+2OH-+2H2O=2Al(OH) 4_ +3H26H2O+6e- =3H2+6OH- 當 X為 NaOH時 ， 原 電 池 反 應 的 離 子 方 程 式 ：_為 負 極 ,電 極 反 應 式 :_為 正 極 ,電 極 反 應 式 :_MgAl 當 X溶 液 改 為 濃 硝 酸 ,Mg改 為 Cu， 原 電 池 反 應 的 離子 方 程 式 ：_為 負 極 ,電 極 反 應 式 :_為 正 極 ,電 極 反 應 式 :_Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2OCu Cu-2e-=Cu2+Al 4H +2NO3-+2e- =2NO2+2H2O 3.原 電 池 的 設 計 例 1. 利 用 反 應 Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ， 設 計 一 個 單液 原 電 池 ， 一 個 雙 液 原 電 池 （ 使 用 鹽 橋 ） ， 畫 出 原 電 池 的 示 意 圖 ，并 寫 出 電 極 反 應 。 (+)(-) G Zn Pt FeCl3溶 液負 極 （ Zn） ： Zn-2e -=Zn2+（ 氧 化 反 應 ）正 極 （ Pt或 C） ： 2Fe3+2e-=2Fe2+（ 還 原 反 應 ）鹽 橋Zn C ZnCl2溶 液 FeCl3溶 液 G 能 產(chǎn) 生 持 續(xù) 、 穩(wěn) 定 電 流 的 原 電 池 裝 置 1 鹽 橋 的 作 用 是 什 么 ？提 示 ： 鹽 橋 的 作 用 ： 避 免 負 極 失 去 的 電 子 不 經(jīng) 外 電 路 直接 轉(zhuǎn) 移 給 溶 液 中 得 電 子 的 微 粒 ， 降 低 發(fā) 電 效 率 ； 維 持 電解 質(zhì) 溶 液 中 的 電 荷 平 衡 ； 構(gòu) 成 閉 合 回 路 二 、 化 學 電 源鋰電池干電池疊層電池紐扣電池（ 各 類 電 池 ） 堿 性 鋅 錳 干 電 池 以 氫 氧 化 鉀 代 替 氯 化 銨做 電 解 質(zhì) ， 結(jié) 構(gòu) 如 圖 138所 示 ， 其 電 極 反 應 為 ： 鋅 錳 堿 性 電 池 ： 鋅 錳 堿 性 電 池 是 一 種 新 型 的干 電 池 。 負 極 材 料 由 鋅 片 改為 鋅 粉 ， 正 極 材 料 為 MnO2 ,還 原 產(chǎn) 物 為 Mn2O3 ,電 解 質(zhì) 是K OH溶 液 ， 其 放 電 曲 線 如 圖所 示 ： 該 電 池 有 何 優(yōu) 點 ？優(yōu) 點 : 工 作 電 動 勢 穩(wěn) 定 ,電 池 的 容 量 和 放 電 時 間 增 加 了 幾倍 鋰電池2、 鉛 蓄 電 池Pb + PbO2 + 2H2SO4 = PbSO4 + 2H2O負 極 材 料 ：正 極 材 料 ：電 解 質(zhì) ： PbPbO2H2SO4 不 溶 于 水 的白 色 沉 淀電 池 反 應 方 程 式 ： 放 電 是 原 電 池 原 理 ； 充 電 是 電 解 原 理 鉛 蓄 電 池 ： 放 電 是 原 電 池 原 理 ； 充 電 是 電 解 原 理 放 電 時 ， 為 原 電 池 負 極 ： Pb 2e - SO42- PbSO4正 極 ： PbO2 SO42- 4 H+ 2e- PbSO4 2 H2O 電 池 反 應 ： Pb PbO2 2H2SO4 = 2PbSO4 2 H2O 充 電 時 ， 為 電 解 池陽 極 ： PbSO 4 2e - 2 H2O PbO2 SO42- 4 H+ 陰 極 ： PbSO4 + 2e - Pb SO42-總 式 ： PbSO4 2 H2O = Pb PbO2 H2SO4 同時將電極產(chǎn)物不斷排出電池。 氫 氧 燃 料 電 池電 池 反 應 為 ： 燃 料 電 池 優(yōu) 點 : 能 量 利 用 效 率 高 、 可 連 續(xù)使 用 和 污 染 輕 等 優(yōu) 點 在 堿 性 條 件 下 ， 氫 氧 燃 料 電 池 中 的 電 極 反 應 ：在 酸 性 條 件 下 ， 氫 氧 燃 料 電 池 中 的 電 極 反 應 ：總 反 應 ：總 反 應 ： 氫 氧 燃 料 電 池電 池 反 應 為 ： 在 堿 性 條 件 下 ， 氫 氧 燃 料 電 池 中 的 電 極 反 應 ：在 酸 性 條 件 下 ， 氫 氧 燃 料 電 池 中 的 電 極 反 應 ： 甲 烷 燃 料 電 池思 ： 試 寫 甲 醇 燃 料 電 池 正 負 極 反 應 式 ？+2CO 32-