原电池电极反应和电池反应方程式的书写.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,原电池电极反应和电池反应 方程式的书写,原电池核心问题回顾,“,一个概念,”,原电池,“,两种电极,”,正、负极判断及电极反应,“,三个流向,”,电子、电流、离子的流向,“,四个条件,”,构成原电池的四个条件,1.,定义：,能转化为 能的装置称为原电池。从理论上说，任何一个 的 反应均可设计成原电池；,.,电极名称：,原电池,相对活泼,的电极为,相对不活泼的电极为,电极反应：,原电池,负极：,正极：,电子，发生 反应,电子，发生 反应,电极反应式的书写,负极：,Zn-2e,-,=Zn,2+,正极：,2H,+,+2e,-,=H,2,总反应：,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,原电池正负极的判断,（,1,）两极材料的,相对活泼性,（,2,）电子的流向,（,3,）电流的方向,（,4,）离子移动的方向,（,5,）电极发生的现象,3.,定向移动方向,：电子、电流、离子,发生失电子,的氧化反应,发生得电子,的还原反应,电流：,负极 正极,电子：,正极 负极,阳离子 正极,阴离子 负极,“,负极出电子，负极带 电；,电子回正极，正极带,电,”,用于判断原电池的正负极,4,、原电池的形成条件,(,4,),形成闭合回路,（两电极用导线连接,，,或接触,。）,或,构成内电路,（,2,）,两导体作电极,活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导,体石墨），相对活泼的金属为负极。,（,1,）,能自发进行的 反应（前提）,两不活泼的导体石墨或,Pt,等。（燃料电池电极）,能否用两不活泼的导体做电极,?,（,3,）电解质溶液：,参与电极反应,【,问题,1】,已知该原电池的总反应式为：,Cu+2FeCl,3,=CuCl,2,+2FeCl,2,请写出其电极反应式,。,负极：,Cu-2e,-,=Cu,2+,正极：,2Fe,3+,+2 e,-,=2Fe,2+,书写原电池电极反应式的基本思路是什么？,负极：还原剂,-n e,-,=,氧化产物,（氧化反应）,正极：氧化剂,+n e,-,=,还原产物,（还原反应）,碱性锌猛电池的电极反应式和电池反应式：,负极：,Zn+2OH,-,-2e,-,Zn(OH),2,正极,：,2MnO,2,+2H,2,O+2e,-,2MnOOH+2OH,-,电池反应：,Zn+2MnO,2,+2H,2,O=Zn(OH),2,+,MnOOH,质疑,为什么负极反应式不写成：,Zn-2e,-,Zn,2+,而将产物写为,Zn,（,OH,),2,？,为什么,MnO,2,中的氧是与,H,2,O,结合生成,OH,-,而不是与,H,+,结合成生成水？,如果正极反应式直接书写困难，还可以用什么方法书写正极反应式？,由于体系是碱性环境，存在大量的,OH-,，所以生成的,Zn,2+,立即与,OH,-,反应生成,Zn,（,OH,）,2,;Zn-2e,-,Zn,2+,，,Zn,2+,+2OH,-,Zn,（,OH,）,2,，把两个式子相加得出负极反应式。同理 由于体系是碱性环境，不存在大量的,H,+,与氧结合成水，,MnO,2,中的氧只能与,H,2,O,结合成,OH-,书写原电池电极反应和电池反应方程式的方法：,1.,准确判断正、负极,2.,兼顾电解质，确定产物,3.,三守恒，两极相加得总式。,电极反应是氧化还原反应，要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒,“,三守恒,”,。,另外还遵循加和性原则和共存两原则。,练习,问题,3.,镁、铝在强碱性环境中构成的原电池的电极反应式。,负极：,2Al+8OH,-,-6e-,2AlO,2,-,+4H,2,O,正极：,6H,2,O+6e,-,3H,2,+6OH,-,总反应式：,2Al+2OH,-,+2H,2,O,2AlO,2,-,+3H,2,拓展,：,1.,以,Fe,、,Cu,作为电极,，分别在常温下与稀硫酸、浓硝酸溶液构成的原电池，分析它们的电极反应。,2,.,以,Fe,、,Cu,作为电极，,与氯化钠溶液能否构成原电池？如能则分析它们的电极反应。,注意,:,较活泼金属不一定做负极，要看哪种金属自发的与溶液某种物质或离子发生反应；,电解质不一定与电极发生反应。,问题,4,阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为,2H,2,+O,2,=2H,2,O,，电解液为,KOH,，反应保持在较高温度，使,H,2,O,蒸发，下列叙述正确的是（）,A,、此电池能发出蓝色火焰,B,、,H,2,为正极，,O,2,为负极,C,、工作时，电解液的,pH,不断减小,D,、电极反应为：负极,2 H,2,+4 OH,-,-4e,-,=4 H,2,O,正极,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4 OH,-,D,变式训练,（,1,）把电解质溶液改为稀,H,2,SO,4,，电极反应式,？,（,2,）把,H,2,改为,CH,4,，电解质溶液为,KOH,溶液，电极反应式,？,（,3,）把,H,2,改为,CH,4,，电解质溶液为稀,H,2,SO,4,溶液，电极反应式,？,5,氢氧燃料电池（酸性介质）,正极：,O,2,+4H,+,+4e,-,=2H,2,O,负极：,2H,2,-4e,-,=4H,+,总反应式：,2H,2,+O,2,=2H,2,O,CH,4,燃料电池,(,碱性介质,),正极：,2O,2,+4H,2,O+8e,-,=8OH,-,负极：,CH,4,-8e,-,+10OH,-,=CO,3,2,-,+7H,2,O,总反应式：,CH,4,+2O,2,+2OH,-,=CO,3,2,-,+3H,2,O,CH,4,燃料电池,(,酸性介质,),负极：,CH,4,+2H,2,O,8e,-,=CO,2,+8H,+,正极：,O,2,+4H,+,+4e,-,2H,2,O,书写对于有,H,、,O,参与的原电池电极反应式的基本思路是什么？,总反应式中没有,H,+,或,OH,-,参与反应，则若一极消耗,H,+,或,OH,-,，另一极必生成,H,+,或,OH,-,H,2,在酸性介质中放电生成,H,+,，在碱性介质中放电，与,OH,-,结合生成,H,2,O,；,O,2,在酸性介质中放电与,H,+,结合生成,H,2,O,，在碱性介质中放电生成,OH,-,氢氧不够，水来凑,燃料电池绝大多数为碱性条件，因此正极反应一般为,O,2,+2H,2,O+4e-=4OH,-,，而负极反应一般比较难写（关键）。可用总反应减去正极反应，即可得负极反应式。,拓展,：熔融燃料电池,用,Li,2,CO,3,和,Na,2,CO,3,的熔融盐混合物作电解质，,CO,为负极燃气，空气与,CO,2,的混合气为正极助燃气，制得在,650,下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式。,总电池反应式：,2CO,O,2,2CO,2,正极反应式：,O,2,4e,-,2CO,2,2 CO,3,2-,负极反应式：,2CO,2CO,3,2-,-4e,=4CO,2,问题,5,高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为,3Zn+2K,2,FeO,4,+8H,2,O=3Zn(OH),2,+2Fe(OH),3,+4KOH,下列叙述不正确的是 （）,A,放电时负极反应为：,Zn2e,-,+2OH,-,=Zn(OH),2,B,充电时阳极反应为：,Fe(OH),3,3e,-,+5 OH,-,=FeO+4H,2,O,C,放电时每转移,3 mol,电子，正极有,1mol K,2,FeO,4,被氧化,D,放电时正极附近溶液的碱性增强,AD,点拨,（,1,）新型电池的电极判断、电极反应式书写判断等问题仍紧扣原电池原理,（,2,）解决,“,可充电电池,”,有关问题时，弄清是,“,充电,”,还是,“,放电,”,，充电为电解池，放电为原电池,（,3,）原电池的负极反应与电解池的阴极反应，原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应,问题,6,（,08,广东卷）,LiFePO,4,电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：,FePO,4,+Li=LiFePO,4,，电池的正极材料是,LiFePO,4,，负极材料是石墨，含,Li,+,导电固体为电解质。下列有关,LiFePO,4,电池说法正确的是,A.,可加入硫酸以提高电解质的导电性,B,放电时电池内部,Li,+,向负极移动,.,C.,充电过程中，电池正极材料的质量减少,D.,放电时电池正极反应为：,FePO,4,+Li,+,+e,-,=LiFePO,4,分析,放电时：,FePO,4,+LiLiFePO,4,负极：,Li-e,-,=Li,+,，,正极,：,FePO,4,+Li,+,+e,-,=,LiFePO,4,；,充电时：,LiFePO,4,FePO,4,+Li,阴极：,Li,+,+e,-,=Li,阳极：,LiFePO4,e-=FePO,4,+Li,+,所以易知,C.D,正确。,四、书写电极反应式的常见错误,：,1,不能准确判断两个电极,2,不会运用电池总反应式,3,忽视电解质溶液的酸碱性,4,忽视电子转移数相等,自我检测,1,、,（,08,广东卷）,用铜片、银片、,Cu(NO,3,),2,溶液、,AgNO,3,溶液、导线和盐桥（装有琼脂,-KNO,3,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（）,在外电路中，电流由铜电极流向银电极,正极反应为：,Ag,+,+e,-,=Ag,实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作,将铜片浸入,AgNO,3,溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同,A,B,C,D,C,2,、（,08,江苏卷）,镍镉（,Ni-Cd,）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为,KOH,溶液，其充、放电按下式进行：,Cd+2NiOOH+2H,2,O=Cd(OH),2,+2Ni(OH),2,有关该电池的说法正确的是（）,A,充电时阳极反应：,Ni(OH),2,e,-,+OH,-,=NiOOH+H,2,O,B,充电过程是化学能转化为电能的过程,C,放电时负极附近溶液的碱性不变,D,放电时电解质溶液中的,OH,-,向正极移动,A,3,、（,08,宁夏卷）,一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（）,A,CH,3,OH(g)+O,2,(g)=H,2,O(1)+CO,2,(g)+2H,+,(aq)+2e,-,B,O,2,(g)+4H,+,(aq)+4e,-,=2H,2,O(1),C,CH,3,OH(g)+H,2,O(1)=CO,2,(g)+6H,+,(aq)+6e,-,D,O,2,(g)+2H,2,O(1)+4e,-,=4OH,-,C,4,、,（,08,北京卷）,据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为,KOH,溶液。下列有关电池的叙述不正确的是（）,A,正极反应式为：,O,2,2H,2,O,4e,-,4OH,-,B,工作一段时间后，电解液中的,KOH,的物质的量不变,C,该燃料电池的总反应方程式为：,2H,2,O,2,2H,2,O,D,用该电池电解,CuCl,2,溶液，产生,2.24LCl,2,(,标准状况,),时，有,0.1mol,电子转移,D,5,、（,2005,广东）,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（,Y,2,O,3,）,的氧化锆,（,ZrO,2,）,晶体，在熔融状态下能传导,O,2,-,。下列对该燃料电池说法正确的是（）,A,在熔融电解质中，,O,2,-,由负极移向正极,B,电池的总反应是：,2C,4,H,10,13O,2,=8CO,2,10H,2,O,C,通入空气的一极是正极，电极反应为：,O,2,4,e,2O,2,-,D,通入丁烷的一极是正极，电极反应为：,2C,4,H,10,26,e,-,13O,2,-,4CO,2,5H,2,O,BC,6,、燃料电池有何优点？,请判断下列原电池的正负极，体会电极材料之间的,“,相对活泼性,”,能否形成原电池？,负极：,2Fe-4e,-,=,2Fe,2+,正极：,O,2,+2H,2,O+4e,-,=4OH,-,总反应式：,2Fe+O,2,+2H,2,O=2Fe(OH),2,电解质,NaCl,的作用？,