山东省德州市平原一中高二化学 原电池的工作原理课件

1.1.试从电极的活泼性、电极反应类型、电子流向等角试从电极的活泼性、电极反应类型、电子流向等角度分析怎样判断原电池的正、负两极？度分析怎样判断原电池的正、负两极？提示：提示：（1 1）通过金属电极的活泼性：活泼性强的为负）通过金属电极的活泼性：活泼性强的为负极，弱的为正极。极，弱的为正极。（2 2）通过电极反应：）通过电极反应：负极负极发生氧化反应，正极发生氧化反应，正极发生还原反应。发生还原反应。（3 3）通过电子流向及反应中电子得失：）通过电子流向及反应中电子得失：负极负极电子流出，反应中失电子；电子流出，反应中失电子；正极正极电子流入，反应中得电子。电子流入，反应中得电子。2.2.试探究下列原电池装置的电极情况：试探究下列原电池装置的电极情况：提示：提示：（）装置中）装置中MgMg、AlAl均与盐酸反应，且活泼性均与盐酸反应，且活泼性MgAlMgAl，故，故MgMg作负极，作负极，AlAl作正极；（作正极；（）装置中）装置中AlAl与与NaOHNaOH溶液反应而溶液反应而MgMg不反应，故不反应，故AlAl作负极，作负极，MgMg作正极；作正极；（）装置中，）装置中，FeFe在浓在浓HNOHNO3 3中钝化，而中钝化，而CuCu与浓与浓HNOHNO3 3反反应，故应，故CuCu作负极，作负极，FeFe作正极。作正极。3.3.试从电极反应的类型和离子的移动方向两方面比较试从电极反应的类型和离子的移动方向两方面比较原电池和电解池的不同。原电池和电解池的不同。1.1.原电池、电解池的电极材料是否一定参与反应。原电池、电解池的电极材料是否一定参与反应。提示：提示：不一定。不一定。燃料电池中的电极只起导电作用，燃料电池中的电极只起导电作用，不参与电极反应。不参与电极反应。原电池的正极、电解池的阴极一般不参与电极反应。原电池的正极、电解池的阴极一般不参与电极反应。2.2.以锌和稀硫酸反应设计原电池为例设计原电池（写以锌和稀硫酸反应设计原电池为例设计原电池（写出设计思路并画出示意图）。出设计思路并画出示意图）。提示：提示： 3.3.设计原电池时，应怎样选择电极材料？设计原电池时，应怎样选择电极材料？提示：提示：选择还原性较强的金属作负极，易导电且比选择还原性较强的金属作负极，易导电且比负极活动性弱的物质作正极。负极活动性弱的物质作正极。负极必须能够和电解负极必须能够和电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料。金属材料。设计燃料电池时，电极本身不参与反应，设计燃料电池时，电极本身不参与反应，正负极可以使用相同的惰性电极。正负极可以使用相同的惰性电极。 【典例【典例2 2】铅蓄电池是典型的可充电型电池，电池总反】铅蓄电池是典型的可充电型电池，电池总反应式为：应式为：Pb+PbOPb+PbO2 2+4H+4H+ +2SO+2SO4 42-2- 2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O。请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）： （1 1）放电时：正极的电极反应式是）放电时：正极的电极反应式是_；电解；电解液中液中H H2 2SOSO4 4的浓度将变的浓度将变_；当外电路通过；当外电路通过1 mol1 mol电子时，理论上负极板的质量增加电子时，理论上负极板的质量增加_g_g。（2 2）在完全放电耗尽）在完全放电耗尽PbOPbO2 2和和PbPb时，若按图连接（图中时，若按图连接（图中电极为放电前的电极），电解一段时间后，则在电极为放电前的电极），电解一段时间后，则在A A电极电极上生成上生成_，电极反应：，电极反应：_，B B电极上生成电极上生成_，电极反应，电极反应_，此时铅蓄电池的正负，此时铅蓄电池的正负极的极性放电前将极的极性放电前将_。 【思路点拨【思路点拨】（1 1）可充电型电池放电时是原电池；）可充电型电池放电时是原电池；（2 2）电极参与反应；）电极参与反应；（3 3）电极反应和电池反应的关系。）电极反应和电池反应的关系。 【自主解答【自主解答】（1 1）放电时正极上发生还原反应，由总）放电时正极上发生还原反应，由总电池反应知，发生还原反应的物质为电池反应知，发生还原反应的物质为PbOPbO2 2，产物为，产物为PbSOPbSO4 4，同时消耗，同时消耗H H2 2SOSO4 4，故正极反应为：，故正极反应为：PbOPbO2 2+2e+2e- -+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O O。（2 2）当完全耗尽）当完全耗尽PbOPbO2 2和和PbPb时，按图连接时，时，按图连接时，A A极为电极为电解池的阴极，电解质溶液中解池的阴极，电解质溶液中PbSOPbSO4 4产生的产生的PbPb2+2+，在此极，在此极上得电子，发生还原反应上得电子，发生还原反应PbSOPbSO4 4+2e+2e- -Pb+SOPb+SO4 42-2-；而；而B B为为电解池的阳极，电极反应可由总电池反应电解池的阳极，电极反应可由总电池反应2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O OPb+PbOPb+PbO2 2+4H+4H+ +2SO+2SO4 42-2-，减去阴极反应得到，减去阴极反应得到，PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O OPbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-+2e+2e- -。答案答案：（1 1）PbOPbO2 2+2e+2e- -+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O O 小小 4848（2 2）Pb PbSOPb PbSO4 4+2e+2e- -Pb+SOPb+SO4 42-2- PbOPbO2 2PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O OPbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-+2e+2e- - 对换对换