了解原电池的工作原理能写出电极反应式和电池反应方程.ppt
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1.原电池装置能量转化特点转化为。2.原电池的电极原电池的负极——金属——发生反应——向外电路电子原电池的正极——金属(或石墨)——发生——外电路提供的电子3.原电池的构成条件(1)能自发地发生。(2)电解质溶液(构成电路或参加反应)。(3)由还原剂和导体构成极系统,由氧化剂和导体构成极系统。(4)形成(两电极接触或用导线连接)。4.原电池工作原理以稀H2SO4作为电解质溶液的Cu—Zn原电池为例:(1)电极:为负极,为正极(2)电极反应:Zn为负极:发生反应:;Cu为正极,发生反应:。(3)电子和电流方向:电子从流出经流入;电流从流出经外电路流入。(4)离子的迁移方向电解质溶液中,阴离子向迁移,阳离子向迁移。原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示:1.一次电池:如碱性锌锰电池,电解质溶液为KOH溶液中:负极:正极:2MnO2+2H2O+2e-===2MnO(OH)+2OH-电池反应的总反应式为:。2.二次电池(可充电,可多次重复使用)如铅蓄电池:H2SO4作电解质溶液(1)放电时:负极:;正极:;总反应:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O(2)充电反应为电解过程,是放电反应的逆过程阴极:;阳极:;总反应:2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4。3.燃料电池(1)氢氧燃料电池①用酸性电解质时:负极:;正极:;总反应:H2+O2===H2O。②用NaOH等碱性溶液时:负极:;正极:;总反应:H2+O2===H2O。(2)CH4燃料电池:电解质为KOH负极:;正极:;总反应:CH4+2O2+2KOH===C2CO3+3H2O。延伸:(1)燃料电池的电极不参与反应,有很强的催化活性,起导电作用。(2)燃料电池在负极上发生氧化反应的是燃料(如H2、CH4、CH3OH等),在正极上参与反应的是空气或氧气,电解质溶液一般是KOH溶液。(3)书写电极反应方程式时:酸性条件下可用H+和H2O配平;碱性条件可用OH-和H2O配平。1.正负极的判断在书写原电池的电极反应式时,首先应正确判断原电池的两个电极哪一个是正极,哪一个是负极。常用的判断方法有:(1)根据电子流动方向判断。在原电池中,电子流出的一极是负极;电子流入的一极是正极。(2)根据两极材料判断。一般活泼性较强金属为负极;活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。(3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。(4)根据原电池两极发生的变化来判断。负极总是失去电子,发生氧化反应,正极总是得到电子发生还原反应。(5)根据现象判断。溶解的一极为负极,质量增加或放出气体的一极为正极。2.电极反应式的书写书写电极反应式时,按照负极发生氧化反应,正极发生还原反应,首先正确判断出电极反应产物,然后结合反应物及转移电子数量写出反应式,再结合质量守恒、电荷守恒配平各电极反应式。两电极反应式相加则得总反应式。(1)根据两个电极反应式,写出总反应式。使两个电极反应式得失电子数相等后,将两式相加,消去相同的化学式。(2)根据总反应式写电极反应式一般分四个步骤:①列物质,标得失;②选离子,配电荷;③配个数,巧用水;④两式加,验总式。【例1】有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是()①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子,电极反应式:CH4+10OH--8e-===CO+7H2O③负极上是O2获得电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-④电池放电后,溶液pH不断升高A.①②B.①③C.①④D.③④解析:本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用,首先要判断出电池的正负极,其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应,若发生的是失电子反应则是原电池的负极,反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中的燃烧反应,即CH4→CO2,严格讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3,化合价升高,失去电子,是电池的负极,电极反应式为CH4-8e-+10OH-===+7H2O,1molCH4参加反应有8mole-发生转移,O2在正极上发生反应,获得电子,电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-。虽然正极产生OH-,负极消耗OH-,但从总反应CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH,所以电池放电时溶液的pH不断下降,故①②正确,③④错误。答案:A①原电池正、负极的判断基础是