原电池工作原理
化学电池的分类
普通锌锰干电池
一次电池 碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
化学电池 二次电池 银锌蓄电池
锂离子电池 燃料电池 氢氧燃料电池等
2、普通干电池
负极：Zn – 2e- = Zn2+
正极： 2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2
负 极
电子流出 相对活泼 M - ne- = Mn+
(氧化反应)
一般：减小
离子移动方向 阳离子移向该极 阴离子移向该极
【巩固练习1】
用铜片、银片、 Cu(NO3)2 溶液、 AgNO3 溶液、导线 和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。 以下有关该原电池的叙述正确的是
C
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极， ② 正 极 反 应 为 ： Ag++e-=Ag ， ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作， ④将铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原 电池反应相同 A. ①② B.②③ C.②④ D.③④
C
【巩固练习2】确定下列原电池的正负极， 写出各原电池的电极反应式和总方程式。
Cu Al
Cu
Al
Cu
Al
稀硫酸
NaOH溶液
浓HNO3
①
②
③
电极方程式规律
1、遵循离子反应方程式书写规律 2、负极还原剂发生氧化反应为氧化产物， 正极：氧化剂的电子为还原产物。 注意溶液的酸碱性不同，产物的书写形 式不同 3、氧化还原反应得失电子守恒: 4、负极+ 正极=总反应
从理论上讲，自发进行的放热的氧化还 原反应均可设计成原电池 【例1】在理论上下列反应中可设计成原电池 的是（ D ）
A． C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) ΔH＞0 B． Ba(OH)2· 8H2O(s)＋NH4Cl(s)＝BaCl2(aq)＋ 2NH3· H2O(l)＋8H2O(l) ΔH＞0 C． CaC2(s)＋2H2O(l)＝Ca(OH)2(s)＋C2H2(g) ΔH＜0 D． CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜0
除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存 时间长的电池，其质量好。
电池的应用
军用
动力电池
民用
二次储能电池应用方向
移动电站
发电辅助电站
小型蓄电
太阳能蓄电器
太阳能路灯
草坪灯
杀虫灯
固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆－氧化钇为电解 质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2－）在其 间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极 a、 b均不参与电极反应。下列判断正确的是（ ） A．有O2参加反应的a极为电池的负极 B．b极的电极反应为：H2 - 2e- =2H+ C．a极的电极反应为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OHD．电池的总反应式为：2H2 + O2
燃料电池
氢氧燃料电池 (1)电极:惰性电极（石墨或Pt） (2)电解质溶液
介质 酸性 中性 碱性
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
练习2：根据下式所表示的氧化还原反应设计 一个原电池： Cu(s) + 2Ag+(aq) = Cu2+(aq)+ 2Ag(s) ⑴装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的 装置简图； ⑵注明原电池的正极和负极； ⑶注明外电路中电子的流向； ⑷写出两个电极上的电极反应。
Cu(s) + 2Ag+(aq) = Cu2+(aq)+ 2Ag(s) +
⑴装置可采用烧杯和盐桥，
e-
C
Cu
—
画出此原电池的装置简图；
⑵注明原电池的正极和负极； ⑶注明外电路中电子的流向；
AgNO3 ⑷写出两个电极上的电极反 应。 Ｃｕ－2e- ＝Ｃｕ2+ 负极Ｃｕ： CuSO4
正极C：
2Ag++2e- ＝2Ag
反思
A
G
B
原电池一定要有活泼性不同的 两电极吗？
不一定。 因为原电池的电极材料本身可以不参加 反应，而只起到导电和做载体的作用。 例如燃料电池。
反应原理
化学 化学
2
[知识回顾] ② ③ 判断下列装置能否构成原电池，并思考原电池的构成条件
Cu C
①
Zn Cu
②
③
④
盐桥
⑤
【实验1】
盐桥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CuSO4
盐桥： 内装含KCl饱和溶液的琼脂 ，离子在盐桥中能移动。 盐桥的作用： 沟通内电路 ，使连接的两溶液保持电中性。
此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。
减少污染
节约资源
琼脂简介
琼脂,学名琼胶, 又名洋菜,冻粉,燕菜精,洋粉,寒天。琼脂是 由海藻中提取的多糖体，是目前世界上用途最广泛的海藻 胶之一。用藻类制成的琼脂是半透明、无定形的粉末、薄 片或颗粒。琼脂不溶於冷水，能吸收相当本身体积20倍的 水。易溶於沸水，稀释液在42℃仍保持液状，但在37℃凝 成紧密的胶冻。琼脂为细胞壁的组成成分，含有复杂的碳 水化合物、钙与硫酸盐。 琼脂用于食品中能明显改变食品的品质，提高食品的档次。 可用作增稠剂,凝固剂,悬浮剂,乳化剂,保鲜剂和稳定剂. 广泛用于制造粒粒橙及各种饮料,果冻,冰淇淋,糕点,软糖, 罐头,肉制品,八宝粥,银耳燕窝,羹类食品,凉拌食品等等. 琼脂在化学工业,医学科研,可作培养基,药膏基及其他用 途。
铅蓄电池 用途：
电动自行车、汽车、发电站等都要用到它
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、
安全可靠、价格低廉 主要缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的 化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、 烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……）
氢氧燃料电池
酸性电解质： 负极： 2H2-4e-==4H+
原电池工作原理
较活泼的金属失去电 子发生氧化反应，电 子从较活泼金属(负极) 通过外电路流向较不 活泼的金属(正极)。 负极： M－ne-＝Mn+
氧化反应
正极： Nm+＋me-＝N
还原反应 化学能转化为电能的装置
原电池正负极的比较
比较项目
电子流动方向 金属活泼性 电极反应 电极质量变化
正 极
电子流入 相对不活泼 Nm+ + me- = N (还原反应) 增大或不变
正极： O2+4H++4e-==2H2O 总反应：2H2+O2==2H2O 碱性电解质 负极: 2H2-4e-+4OH-==4H2O 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
【例2】有人将铂丝插入氢氧化钾溶液中作电极，并 在两极片上分别通甲烷和氧气形成电池，从而设计出 一种燃料电池。该电池中通甲烷的铂丝为 负 极，发 生的电极反应为 CH4＋10OH－－8e－＝CO32－＋7H2O 。 该电池工作时（放电）反应的总化学方程式 为 CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O 。 电池工作时溶液的pH值将 变小 （填“不变”、“变 小”、“变大”）。
纽扣电池
小型高性能燃料电池
用途广泛的电池
用于“神六”的太阳能电 池
笔记本电脑专用电池 手机专用电池
纽扣电池
摄 像 机 专 用 电 池
最小燃料电池直径只有3毫米
1.锌银钮扣电池
电极分别为Ag2O和Zn 电解质溶液为KOH
负极：Zn +2OH－-2e- =ZnO+H2O
正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH－ 总反应： Zn+Ag2O=ZnO+2Ag
原电池原理的应用
2.加快某些化学反应的反应速率
氧化还原反应一经设计成原电池，反应速率 会大大加快
【例1】为了加快锌与稀硫酸反应制取氢气的速率， 可采取哪些措施？ 答： ①加热； ②适当增大硫酸的浓度； ③锌粒换用锌粉； ④ 纯锌换用粗锌；
⑤加入Cu或CuSO4、CuCl2等。
原电池原理的应用
3.制做化学电源
干电池
（负极） 锌筒 （正极） 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
2MnO2+H2=2MnO(OH) ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2 碱性锌-锰干电池、 其他干电池： 银-锌纽扣电池等
普通锌-锰干电池的结构
优点：携带方便
缺点：电量小，污染大
3、碱性锌-锰干电池 电解质： 电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
构建原电池，测出正负极， 负极金属活泼性＞正极金属
【例】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用 导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负 极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上 产生大量气泡，b、d相连时，d质量减轻，则四种 金属的活动性顺序由强到弱的为： ( B ) A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D． b > d > c > a
