原电池原理及其应用

原电池原理及其应用

导入练习：下列哪些装置能构成原电池？

稀硫酸 乙醇

A B C D

E

学生：B C

追问：那么为什么其他装置不能构成原电池呢？请学生总结构成原电池的条件。

投影：一、构成原电池的条件

1.活泼性不同的金属（或者金属和非金属）作电极；

2.电解质溶液；

3.形成闭合回路。

教师：请同学们写出B和C的电极反应和总反应式。

设问：原电池实现了怎么样的一个过程，从能量角度分析。负极、正极分别发生什么反应？电子如何流动？溶液中的离子又是如何定向移动的？

投影：二、原电池的工作原理

负极：还原剂 – ne- = 氧化产物

正极：氧化剂 + ne- = 还原产物

电子：负极 → 导线 → 正极

离子：阴离子 → 负极 ，阳离子 → 正极

练习一：请同学们判断下列原电池的负极。

1、

H2SO4溶液

2、

H2SO4溶液

讨论：如何改动，能使Al和Cu作负极？（提示：从电极材料和电解质溶液考虑）

学生讨论结果：

NaOH溶液 浓硝酸

总结：原电池中活泼金属不一定作负极，正负极的判断不仅与金属的活泼性有关，还与电解质溶液有关。

练习二：请写出电极反应和总反应式？

学生：（1）负极：Al + 4OH- + 3e- == 2 AlO2- + 2H2O

正极：2H2O + 2e- == 2OH- + H2↑

总： 2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2↑

（2）负极：Cu –2e- == Cu 2+

正极：NO3- + 2 H+ + e- == NO2↑+ H2O

总：Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O

练习：写出下列反应的电极反应和总反应式？

NaCl溶液

学生：负极：2Fe – 4e- == 2Fe2+

正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-

总：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2

追问：那么该反应的在生活中的实际应用是什么呢？

投影：三、金属的腐蚀

化学腐蚀

1.金属的腐蚀 析氢腐蚀

电化学腐蚀

吸氧腐蚀

2.金属的防护

改变金属的内部结构

在金属表面覆盖保护层

电化学保护法

转引：人们应用原电池原理，制作了很多电池，如干电池、蓄电池、充电电池等等。

练习三：1、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是（ ）

A. 在熔融电解质中，O2-由负极移向正极

B. 电池的总反应是：2C4H10＋13O2 → 8CO2＋10H2O

C. 通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e-＝2O2-

D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：2C4H10＋26e-＋13O2-＝4CO2＋5H2O

2、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转化为电能，而不经过热能中间形式。电极反应产生的水，经冷凝后又可作为宇航员的饮用水，发生的反应为：2H2+O2=2H2O，电解液为KOH溶液，则电极反应式分别为：负极        ，正极     。

练习四：(1) 如果将上题氢氧燃料电池中的电解质溶液KOH改为稀H2SO4，则电极反应式为负极         、正极         。

(2)如把H2改为甲醇，KOH作电解质溶液，则电极反应式为负极      、正极      。

如果用稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式为负极    、正极  。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/61587ba7ae45b307e87101f69e3143323968f5e7.html