池州八中2014年下学期高二课件《原电池》

人 教 版 高 二 化学选 修四： 原电池 PPT
4、原电池电极的判断
特性 负极 电子流出 相对活泼 失电子 发生氧化反应 正极 电子流入 相对不活泼 得电子 发生还原反应
1、根据定义来判断：电子流出的一极是负极；电子 流入的一极是正极。 2、根据反应类型来判断：发生氧化反应的一极是负 极；发生还原反应的一极是正极。 3、根据电极活泼性来判断：一般来说，较活泼的一 极是负极；较不活泼的一极是正极。 4、根据离子流向来判断：阴离子移向的一极是负极； 阳离子移向的一极是正极。
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例5：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为 0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为 0.015 mol,溶液 的pH值为__4_-_lg_3__.7_5_？（溶液体积变化忽略不计）
示意图
联系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
（3）钢铁腐蚀的防护
1、改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加 进钢里制成合金钢。
2、金属表面覆盖保护层：如油漆、油脂等，电镀 （Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。 原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
3、电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法 原理：形成原电池反应 时，让被保护金属做正 极，不反应，起到保护 作用；而活泼金属反应 受到腐蚀。
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例1：下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（ C ）
A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2放出 B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多 C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强

Cu2++2e- =Cu 内电路
2e-
电极反应总式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 原电池反应本质：化学能 氧化还原反应 电能
6、原电池的设计
（1）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反 应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。
Fe3+被还原 C. 电流计读数为零时，反应达到
化学平衡状态 D. 电流计读数为零后，在甲中溶
入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
7、原电池的表示方法：
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+)
“|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，
（2）银电极为电池的 正 极，
发生的电极反应为
；
X电极上发生的电极反应为 ；
（3）外电路中的电子是从 X 电极
流向 Ag 电极。
3.控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-
⇌ 2Fe2++I2 设计成如右图所示的原 电池。下列判断不正确的是 D
A. 反应开始时，乙中石墨电极上 发生氧化反应
B. 反应开始时，甲中石墨电极上
CuSO4 溶液
思考：如何才能得到持续稳定的电流？
实验探究
在原有实验基础上进行改进，设计成一个能 产生持续稳定电流的原电池。
导线
锌铜原电池装置示意图
装置特点：
由两个半电池组成，锌 和锌盐组成锌半电池，铜和 铜盐组成铜半电池；每个半 电池中的电极与电解质溶液 互不反应，中间通过盐桥连接 形成闭合回路。

原电池的发展历程和未来趋势
1800年，意大利科学家伏特发明了第一块原电池，称为“伏特堆”。1836年，英国科学家丹尼尔发明了第一块可充电的原电池，称为“丹尼尔电池”。1859年，法国科学家普朗特发明了第一块铅酸电池，这是目前仍然在使用的最古老的原电池之一。1890年，英国科学家赫尔姆霍茨发明了镍镉电池。1905年，美国科学家爱迪生发明了镍铁电池。1950年代，科学家们开始研究锂离子电池。1990年代，随着移动设备的普及，锂离子电池得到了广泛应用。
原电池利用了氧化还原反应的原理，即电子转移的原理。
在原电池中，负极材料失去电子，正极材料得到电子，从而实现了电子的转移和能量的转化。
原电池的组成
02
原电池的种类
以碱性物质（如氢氧化钠、氢氧化钾等）为电解质，具有较高的能量密度和较低的自放电率。
特点
常用于手电筒、遥控器等低功耗电器中。
应用
南孚、双鹿。
代表品牌
碱性电池
酸性电池
特点
以酸性物质（如硫酸）为电解质，具有较高的电流输出能力，但自放电率较高。
03
代表品牌
三星、索尼。
锂离子电池
01
特点
以锂离子为工作介质，具有高能量密度、自放电率低、寿命长等特点。
02
应用
广泛应用于手机、平板电脑、数码相机等电子产品中。
镍氢电池
03
原电池的选购和使用
在购买原电池前，要明确了解所需原电池的种类、规格和用途，以便选择合适的型号和品牌。
原电池的发展历程
原电池的未来趋势
随着移动设备的普及和电动汽车的兴起，对原电池的能量密度要求越来越高。未来原电池将朝着高能量密度的方向发展。
高能量密度
目前许多原电池的寿命较短，需要频繁更换。未来原电池将朝着长寿命的方向发展，以满足人们的使用需求。

穿戴式设备
随着智能穿戴设备的普及，原电池在 其中的应用也日益广泛，如智能手表 、智能手环等。
电动汽车领域应用
电动汽车动力源
原电池作为电动汽车的动力源，具有高能量密度、长寿命、环保等优点，是未来电动汽车发展的主要方向。
混合动力汽车
原电池还可应用于混合动力汽车中，与内燃机共同驱动汽车，提高燃油经济性和动力性。
负极锌失电子生成锌离子进入溶液，正极 二氧化锰得电子还原为二氧化锰(Mn2O3) 和水。
优点
电压稳定，价格便宜，使用方便。
缺点
容量较低，不适合需要大电流和较长期连 续工作的用电器。
铅蓄电池
工作原理
放电时，正极的二氧化铅和负极的铅都与 电解液中的硫酸反应生成硫酸铅和水。
A 构造
以铅及其氧化物为电 20XX-01-13
目录
• 原电池基本概念与原理 • 原电池类型及其特点 • 原电池性能参数与评价 • 原电池应用领域及前景展望 • 原电池实验设计与操作技巧 • 原电池知识拓展与思考题
01
原电池基本概念与原理
原电池定义及组成
原电池定义
将化学能转变为电能的装置。
03
优点
04
无记忆效应、重量轻、容量大、 自放电率低、环保等。
缺点
成本高、必须有特殊的保护电路 以防止过充。
其他类型原电池
碱性锌锰电池
以氢氧化钾水溶液等碱性物质为电解 质的原电池，如：圆柱型电池系列 LR6、LR03等。
扣式电池
二次电池
能够放电到终止电压后能被重新充电 ，使化学能再次转变成电能的装置， 如：锂离子电池、铅酸蓄电池等。
VS
放电特性曲线
表示电池在放电过程中电压、电流等参数 随时间的变化关系。通过分析放电特性曲 线，可以了解电池的放电效率、放电时间 以及放电过程中的异常情况。同时，放电 特性曲线也是评价电池性能的重要指标之 一。