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认识原电池
第2章 化学键 化学反应规律
1．了解原电池的构成条件，理解原电池的工作原理。
2．会写电极反应式。
3．了解化学电池的类型。
在1965年，外国的科学家们就已设计出了能在马路上行驶的氢能汽车。中国也在1980年成功地造出了第一辆氢能汽车，可乘坐12人，贮存氢材料90公斤。氢能汽车行车路远，使用的寿命长，最大的优点是不污染环境。
近年来，国际上以氢为燃料的“燃料电池发动机”技术取得重大突破，而“燃料电池汽车”已成为推动“氢经济”的发动机。
氢燃料汽车
氢是可以取代石油的燃料，其燃烧产物是水和少量氮氧化合物，对空气污染很少。氢气可以从电解水、煤的气化中大量制取，而且不需要对汽车发动机进行大的改装，因此氢能汽车具有广阔的应用前景。
初识氢氧燃料电池
如图是一个简易的氢氧燃料电池的装置示意图，请用a装置电解获得氢气和氧气，再按图b所示连接装置进行实验。
实验过程中，电流表指针发生明显偏转，燃料电池中发生了反应：
氢氧燃料电池原理
+
-
负极反应物
发生氧化反应
正极反应物
发生还原反应
传导电子
电解质溶液
传导带电离子
e-
1.原电池定义
把化学能直接转化成电能的装置，称为原电池
负极：
电子流入（或电流流出）的一极，发生还原反应
正极：
电子流出（或电流流入）的一极，发生氧化反应
2.电极
氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
3.本质
4.构成原电池的条件
④电子导体（导线）；
离子导体（电解质溶液或者熔融电解质）
①可自发进行的氧化还原反应
②两个能导电的电极
一般 负极与电解质溶液发生的氧化还原反应即原电池的总反应
③形成闭合回路
判断下列装置中哪些可以构成原电池？
稀硫酸
Zn 石墨棒
稀硫酸
Zn Zn
酒精
Zn Cu
稀硫酸
Ag Cu
Zn Cu
稀硫酸
活动·探究
设计一个简单的原电池
实验目的
利用所给用品设计装置并进行实验，将下列反应所释放的能量转化为电能。
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
实验用品
锌片，铜片，石墨棒，稀硫酸，稀盐酸；
烧杯，导线，电流表，开关。
失电子场所，能导电的固体
能失电子的物质，还原剂
锌片
锌片
负极反应物又是负极材料
稀硫酸
稀盐酸
能得电子的物质，氧化剂
得电子场所，能导电的固体
铜片
石墨棒
正极材料最好选择不与正极反应物和离子导体发生反应，且能导电的固体。
提供自由移动的离子
能传导电子
稀硫酸
稀盐酸
导线
稀硫酸、稀盐酸既是正极反应物又是离子导体
Zn-Cu-稀硫酸原电池原理
依据 实验现象
确定 负极 选择负极反应物:_____ 锌片:
正极材料:
选择负极材料:_____ 确定 正极 选择正极反应物:_______ 选择正极材料:_______ 构成闭 合回路 选择离子导体:_______________ 选择电子导体:_____ 锌片
锌片
氢离子
稀硫酸或稀盐酸
导线
逐渐溶解
表面有气泡生成
总：Zn+2H+= Zn2+ +H2↑
石墨或铜片
Cu-Zn稀硫酸原电池原理动画
电极反应
负极
正极
电极名称：
电极反应：
Zn－2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
电极反应类型：
氧化反应
还原反应
原电池总反应式： ；
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
总反应方程式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ↑
负极方程式：Zn-2e- =Zn2+
正极方程式：2H+ + 2e- = H2 ↑
总反应方程式：2H2 + O2 = 2H2O
负极方程式：H2 - 2e- = 2H+
正极方程式：O2 + 4e- + 4H+ =2H2O
电极方程式书写
原电池电极(正极、负极)的判断依据有多种，一般情况下可根据下表依据来判断。
判断依据 正极 负极
电极材料 _______________________ _________
电子流向 _________ _________
电极反应 _________ _________
电极现象 ___________________ _________
离子移向 阳离子移向 阴离子移向
电极减轻
不活泼金属或非金属导体
活泼金属
电子流入
电子流出
还原反应
氧化反应
电极增重或产生气体
5.化学电池
银锌电池
干电池
铅酸电池
镍氢电池
燃料电池
锂离子电池
电池的分类
干电池（一次电池）：
日常使用的锌锰电池
蓄电池（二次电池）：
汽车用的铅蓄电池、手机用的镍氢电池、锂电池
燃料电池：
用于航天、军事领域，
有能效高、时间长的优点
Zn – 2e– = Zn2+
负极
材料：
Zn
正极
材料：
石墨
反应：
电解质（离子导体）：
NH4Cl、 ZnCl2
反应：
Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O
2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
装置
要素
原理
要素
酸性锌锰干电池
优点：制作简单、价格便宜。
缺点：放电时间短，电压下降快。
Zn – 2e– + 2OH－ = Zn(OH)2
2MnO2 +2H2O +2e– =2MnO(OH) +2OH－
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2
负极
材料：
Zn
正极
材料：
石墨
反应：
电解质（离子导体）：
KOH
反应：
原理
要素
碱性锌锰干电池
装置
要素
陌生电极反应式书写模型
找还原剂、氧化产物
写出得失电子的数目
标价态列物质
配守恒
看环境
补离子
判得失写电子
②电荷守恒
③原子守恒
①电子守恒
找氧化剂、还原产物
酸性补H＋
碱性补OH－
给什么补什么

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