把化学能直接转化为电能的装置——原电池
1、原电池的构成条件
①两极： 正极：较不活泼的金属或非金属(如石墨) 负极：较活泼的金属 ②电解质溶液 ③形成闭合回路
下列装置中属于原电池的是
失e－,沿导线传递，有电流产生
氧化反应
还原反应
负极 锌——铜 正极
Zn－2e－＝Zn2＋
原电池
2H＋＋2e－＝H2↑
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
⑥ (×)
负极： Zn－2e－＝Zn2＋
正极： Cu2＋＋2e－＝Cu
⑦
总反应：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu
(∨)
或 Zn＋CuSO4＝ZnSO4＋Cu
2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬 在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入
CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是 ( D )
负极：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 正极： 2MnO2＋2H2O＋2e－＝2MnOOH＋2OH－
总反应： 2MnO2＋2H2O＋Zn＝Zn(OH)2＋2MnOOH
2、充电电池：二次电池
能量：化学能
放电 充电
电能
蓄电池放电过程工作原理
负极：Pb Pb－2e－＋SO42－ ＝PbSO4
正极：PbO2
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；
等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的 稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液， 下列图表示产生H2的体积（V）与时间（t） 的关系，其中正确的是：（ D ）
X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硫酸盐溶 液中，X的表面有Z析出，X与Y组成原电池 时，Y为负极。X、Y、Z三种金属的活动性 顺序为（ C ）
（难溶于水）
PbO2 ＋2e － ＋SO42－＋4H ＋ ＝PbSO4 ＋2H2O
总反应： Pb ＋ PbO2 ＋2H2SO4 ＝2PbSO4 ＋2H2O
2PbSO4
＋2H2O
充电
放电 Pb
＋
PbO2
＋2H2SO4
放电过程为化学电池！
镍镉电池： 负极：Cd 正极：NiO(OH) 电解质：KOH 镍镉电池应用：收录机、无线对讲 机、电子闪光灯、电动剃须刀等 缺点：如不会回收会严重污染环境
再写正极反应： 碱性O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 酸性 O2＋4H+＋4e－＝ 2H2O
最后写负极反应：总反应减去正极反应 常见燃料：H2、NH3、CO、CH4、CH3OH等
负极：氧化反应
②电极
活泼金属失电子变阳离子
反应
正极：还原反应 溶液中离子得电子
总反应：负极金属与电解液的离子反应
3、化学电池的反应本质
氧化还原反应
原电池将自发的氧化还原反应分割为 氧化、还原两个反应在负、正两极 同时不同地进行，正负两极上进出 电子总数相等。
根据电子守恒原理进行计算
练习
1、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，并写出电极反应式.
①
②
(×)
(×)
负极： Zn－2e＝Zn2＋
③
正极： 2H＋＋2e＝H2↑
(∨)
总反应： Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑
负极： Zn－2e－＝Zn2＋
④
正极： 2H＋＋2e－＝H2↑
(∨)
总反应：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑
负极： Fe－2e－＝Fe2＋
⑤
正极： Cu2＋＋2e－＝Cu
(∨)
总反应：Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu
锂电池：可充电的绿色电池
负极：锂
应用： 常用在电话机、照相机、汽车、计算机等中， 此外在工业、医学、军事上也有广泛的应用。
3、燃料电池
①燃料电池的构成
燃料
电解质
O2
溶液
电极材料 ：多孔性镍、铂 电解质溶液 ：KOH等强碱、 H2SO4等强酸
NaCl等盐溶液
②燃料电池的电极反应的书写
先写总反应：燃料在氧气中的燃烧 若有CO2生成，且电解质为强碱时， 考虑CO2+2OH—=CO32—+H2O
电解质溶液
阴离子
阳离子
Zn－2e－＝Zn2＋（氧化反应）
电 极 反 应
负 正 总极极反：：应：2ZZHnn＋ ＋＋＋2HH22Se＋O－＝＝4＝ZHnZ22n↑＋（S＋O还H4＋原2↑H反(离2↑应子（）方化程学式方）程式）
2、原电池反应原理
①粒子流向
电子：负极→正极 电流：正极→负极
溶液中阴离子→负极 溶液中阳离பைடு நூலகம்→正极
一次电池 ：放电之后不能充电（内部的氧 化还原反应不可逆）
酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池
酸性锌锰干电池 负极：Zn－2e－＝Zn2＋ 正极：2NH4＋＋2e－＝2NH3＋H2 总反应： 2NH4＋＋ Zn ＝ Zn2＋ ＋ 2NH3＋H2 MnO2为H2吸收剂
碱性锌锰干电池
负极是Zn、正极是MnO2 、电解质是KOH
A、X＞Y ＞ Z
B、X ＞ Z ＞ Y
C、Y ＞ X ＞ Z
D、Y ＞ Z ＞ X
把A、B、C、D四块金属片用导线两两相连， 浸入稀硫酸中组成原电池。若A、B相连时， A为负极；C、D相连时，D上产生大量气泡； A、C相连时，电流由C经导线流向A；B、D 相连时，电子由D经导线流向B，则此4种金属 的活动性由强到弱的顺序为 （ B ）
第二章：化学反应与能量
第二节：化学能与电能
白云一高：陈永财
一、化学能与电能的相互转化
2001年我国发电总量构成图
化学能 燃烧热能 蒸汽 机械能 发电机电能
火电站工作原理示意图
思考题
1、锌片和铜片插入稀硫酸的现象是什么？ 2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，
现象是什么？ 3、铜片为什么有气泡产生？ 4、如何检验证明是那种情况? 5、电子流向如何？ 6、该装置实现了怎样的能量转化?
A、A＞B＞C ＞ D
B、A ＞ C ＞ D ＞ B
C、C ＞ A ＞ B ＞ D
D、 B ＞ A ＞ C ＞ D
4、原电池电极反应的书写方法
①总反应 负极金属与电解质溶液的离子反应 ②负极反应 负极金属失电子变成阳离子的反应 ③正极反应 总反应减去负极反应
二、发展中的化学电源
1、干电池 锌锰干电池