当前位置:
文档之家› 化学:第四章《电化学基础》课件(新人教版选修4)
化学:第四章《电化学基础》课件(新人教版选修4)
6. 银锌电池(电解质为KOH)
负极:Zn + 2OH- -2e- = Zn(OH)2 正极:Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-
总反应:Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag
7. 海水电池(电解质溶液为海水)
负极:4Al - 12e- = 4Al3+, 正极:3O2+ 6H2O + 12e- = 12OH总反应:4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3
?思考 1、银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫
化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理 方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器 中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间 后,黑色会褪去而银不会损失。 试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应 为 Al -3e- = Al3+ ; Ag2S+2e- = 2Ag+S2正极发生的反应为 ; 反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体,原电池总反 应方程式为
(3)双液原电池的 优点: 能产生持续、稳 定的电流。
例4. 依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) = Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
A
X 请回答下列问题: 铜(或Cu) (1)电极X的材料是________; AgNO3溶液 电解质溶液Y是___________; 正 (2)银电极为电池的________极, 4溶液 CuSO 发生的电极反应为_________________ Ag++e- = Ag X电极上发生的电极反应为 Cu -2e- = Cu2+ ____________________________; 负(Cu) (3)外电路中的电子是从_______电极流向 ________电极。 正(Ag)
二、化学电源
1. 碱性锌锰电池 负极: Zn+2OH--2e- = Zn(OH)2 正极: 2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH总反应: Zn + 2MnO2 +2H2O= Zn(OH)2+ 2MnO(OH)
干电池(NH4Cl糊状物为电解质)
负极(锌筒):Zn-2e-=Zn2+,
练习:
宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应 为2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH,反应 保持在高温下,使H2O蒸发,正确叙述正确的 是:( BD ) A.H2为正极反应物,O2为负极反应物 B.电极反应(正极): O2+2H2O+4e- = 4OHC.电极反应(负极): 2H2+4OH- + 4e- = 4H2O D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应
例1. 下列哪几个装置能形成原电池?
Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
√
A
H2SO4
√
Zn Cu
B
H2SO4
C
H 2 SO 4
Fe Cu
Zn Cu
D √
NaCl溶液
Zn
Cu
E √
F
Cu 2SO4 CuSO4
M
酒精
NaCl溶液
N
H2SO4 H2SO4
例2. 在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用 导线连接的锌片和铜片,下列叙述正 D) 确的是( (A)正极附近的SO42 -离子浓度逐渐增大 (B)电子通过导线由铜片流向锌片 (C)正极有O2逸出 (D)铜片上有H2逸出
正极(石墨):
2NH4++2MnO2 + 2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O 总反应: Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O
2. 铅蓄电池
放电
Pb + SO42- -2e - = PbSO4 负极:
正极:
PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - = PbSO4 + 2H2O 总反应式为: 当向外提供0.5mol电子时,消耗硫酸的 物质的量为 0.5mol
Mg Al
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ (NaOH溶液) 负极:2Al+8OH- -6e- →2AlO2-+4H2O 稀硫酸溶液 正极:6H2O+6e- →3H2↑+6OHNaOH溶液
强调:电极的判断及电极反应式的书写
方法一:根据电极材料的性质确定。 1.对于金属—金属电极, 活泼金属是负极,不活泼金属是正极; 2.对于金属—非金属电极, 金属是负极,非金属是正极,如干电池等; 3.对于金属—化合物电极, 金属是负极,化合物是正极。 方法二:根据电极反应的本身确定。 失电子的反应→氧化反应→负极; 得电子的反应→还原反应→正极。
思考:甲醇燃料电池 (电解质为KOH)
5. 锂电池(非水有机溶剂电解液)
负极:2Li - 2e- = 2Li+, 正极:I2 + 2e- = 2I-, 总反应:2Li + I2 = 2LiI
跟其它金属作负极相比,使用寿命延长, 高能、质轻、电压高、工作效率高、储存 寿命长。为什么? 与作负极材料的金属相比较,相同质量时锂 提供电子数最多。
3. 氢氧燃料电池
A
2e
H2O
2e
-
氢气
H2 H+ OH
氧气
-
O2
电解液 H2O
#43;
碱性燃料电池
- — 4e4OH
= 4H2O
正极: O2 + 2H2O + 4e- = 4OH总反应式:2H2 + O2 =2H2O
HHOO 22 H2
O2
KOH
3. 氢氧燃料电池
原电池及其工作原理: 1.定义: 化学能转化为电能的装置为原电池。
从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应均 可设计成原电池;
2.电极名称: 原电池
相对活泼的电极为负极
相对不活泼的电极为正极
负极:失电子的氧化反应 正极:得电子的还原反应
3.电极反应:
原电池
4. 原电池的形成条件
(1)能自发地发生的氧化还原反应: ①电极和电解质溶液 ②两电极上分别有还原剂和氧化剂(燃料电池) (2)电解质溶液: 参与电极反应或构成内电路
3Ag2S+2Al+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑
2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率, 因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的 熔融盐混合物做电解质,CO为阳极燃气, 空气与CO2 的混合气为阴极助燃气,制 得在650℃下工作的燃料电池,完成有关 的电池反应式: 负极反应式:2CO+2CO32- = 4CO2+4e2CO2+O2+4e- = 2CO32正极反应式: 总电池反应: 2CO+O2 = 2CO2
CD
)
4. 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 ( )A ①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole②负极上CH4失去电子,电极反应式: CH4 + 10 OH- - 8e- = CO32- + 7 H2O ③正极上是O2获得电子,电极反应式为: O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH④电池放电后,溶液pH升高 A.①②③ B.①③④ C.①②④ D. ①②③④
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池, 它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍 电池的总反应式是: 1/2H2+NiO(OH) Ni(OH)2 据此反应判断,下列叙述中正确的是( A. 电池放电时,负极周围溶液的pH不 断增大 B. 电池放电时,镍元素被氧化 C. 电池充电时,氢元素被还原 D. 电池放电时,H2是负极
练习:
1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与 锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( B )
A.Mg
B.Fe
C.Al
D.Cu
2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质 溶液的 pH( C ) A.不变 C逐渐变大 B先变大后变小 D.逐渐变小
例3.市场上出售的“热敷袋”,其主要成分是: 铁屑、炭粉、木屑与少量NaCl、水等。它在使 用之前,需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启 塑料袋上的小孔,轻轻揉搓就会有热量放出。 当使用完后还会发现有铁锈生成。 (1) 热敷袋使用时,为什么会放出热量? (2)碳粉的主要作用是什么?氯化钠又起了什 么作用? (3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。
(3)两导体作电极: ①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导 体石墨),与电解质溶液反应的活泼金属为负极。 ②两不活泼的导体-石墨或Pt等。(燃料电池电极)
(4)形成闭合回路。 (两电极用导线连接,或接触。)
5.定向移动方向:电子、离子
―负极给出电子,并流向正极”
必发生 必发生 失电子 得电子 的 的 氧化反应 原电池 还原反应
强调:原电池的工作原理:
失e,沿导线传递,有电流产生
氧化反应
外电路
还原反应
负极
Zn-2e=Zn2+
阴离子
铜锌原电池 正极
2H++2e- =H2↑
阳离子
阳离子 电解质
溶液
盐桥
内电路
电 负极: Zn-2e- =Zn2+ (氧化反应) 极 正极:2H++2e- =H ↑ (还原反应) 2 反 (离子方程式) 总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑ 应 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (化学方程式)