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認識原電池
第2章 化學鍵 化學反應規律
1．了解原電池的構成條件，理解原電池的工作原理。
2．會寫電極反應式。
3．了解化學電池的類型。
在1965年，外國的科學家們就已設計出了能在馬路上行駛的氫能汽車。中國也在1980年成功地造出了第一輛氫能汽車，可乘坐12人，貯存氫材料90公斤。氫能汽車行車路遠，使用的壽命長，最大的優點是不污染環境。
近年來，國際上以氫為燃料的“燃料電池發動機”技術取得重大突破，而“燃料電池汽車”已成為推動“氫經濟”的發動機。
氫燃料汽車
氫是可以取代石油的燃料，其燃燒產物是水和少量氮氧化合物，對空氣污染很少。氫氣可以從電解水、煤的氣化中大量制取，而且不需要對汽車發動機進行大的改裝，因此氫能汽車具有廣闊的應用前景。
初識氫氧燃料電池
如圖是一個簡易的氫氧燃料電池的裝置示意圖，請用a裝置電解獲得氫氣和氧氣，再按圖b所示連接裝置進行實驗。
實驗過程中，電流表指針發生明顯偏轉，燃料電池中發生了反應：
氫氧燃料電池原理
+
-
負極反應物
發生氧化反應
正極反應物
發生還原反應
傳導電子
電解質溶液
傳導帶電離子
e-
1.原電池定義
把化學能直接轉化成電能的裝置，稱為原電池
負極：
電子流入（或電流流出）的一極，發生還原反應
正極：
電子流出（或電流流入）的一極，發生氧化反應
2.電極
氧化反應和還原反應分別在兩個不同的區域進行。
3.本質
4.構成原電池的條件
④電子導體（導線）；
離子導體（電解質溶液或者熔融電解質）
①可自發進行的氧化還原反應
②兩個能導電的電極
一般 負極與電解質溶液發生的氧化還原反應即原電池的總反應
③形成閉合回路
判斷下列裝置中哪些可以構成原電池？
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
活動·探究
設計一個簡單的原電池
實驗目的
利用所給用品設計裝置并進行實驗，將下列反應所釋放的能量轉化為電能。
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
實驗用品
鋅片，銅片，石墨棒，稀硫酸，稀鹽酸；
燒杯，導線，電流表，開關。
失電子場所，能導電的固體
能失電子的物質，還原劑
鋅片
鋅片
負極反應物又是負極材料
稀硫酸
稀鹽酸
能得電子的物質，氧化劑
得電子場所，能導電的固體
銅片
石墨棒
正極材料最好選擇不與正極反應物和離子導體發生反應，且能導電的固體。
提供自由移動的離子
能傳導電子
稀硫酸
稀鹽酸
導線
稀硫酸、稀鹽酸既是正極反應物又是離子導體
Zn-Cu-稀硫酸原電池原理
依據 實驗現象
確定 負極 選擇負極反應物:_____ 鋅片:
正極材料:
選擇負極材料:_____ 確定 正極 選擇正極反應物:_______ 選擇正極材料:_______ 構成閉 合回路 選擇離子導體:_______________ 選擇電子導體:_____ 鋅片
鋅片
氫離子
稀硫酸或稀鹽酸
導線
逐漸溶解
表面有氣泡生成
總：Zn+2H+= Zn2+ +H2↑
石墨或銅片
Cu-Zn稀硫酸原電池原理動畫
電極反應
負極
正極
電極名稱：
電極反應：
Zn－2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
電極反應類型：
氧化反應
還原反應
原電池總反應式： ；
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
總反應方程式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ↑
負極方程式：Zn-2e- =Zn2+
正極方程式：2H+ + 2e- = H2 ↑
總反應方程式：2H2 + O2 = 2H2O
負極方程式：H2 - 2e- = 2H+
正極方程式：O2 + 4e- + 4H+ =2H2O
電極方程式書寫
原電池電極(正極、負極)的判斷依據有多種，一般情況下可根據下表依據來判斷。
判斷依據 正極 負極
電極材料 _______________________ _________
電子流向 _________ _________
電極反應 _________ _________
電極現象 ___________________ _________
離子移向 陽離子移向 陰離子移向
電極減輕
不活潑金屬或非金屬導體
活潑金屬
電子流入
電子流出
還原反應
氧化反應
電極增重或產生氣體
5.化學電池
銀鋅電池
干電池
鉛酸電池
鎳氫電池
燃料電池
鋰離子電池
電池的分類
干電池（一次電池）：
日常使用的鋅錳電池
蓄電池（二次電池）：
汽車用的鉛蓄電池、手機用的鎳氫電池、鋰電池
燃料電池：
用于航天、軍事領域，
有能效高、時間長的優點
Zn – 2e– = Zn2+
負極
材料：
Zn
正極
材料：
石墨
反應：
電解質（離子導體）：
NH4Cl、 ZnCl2
反應：
Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O
2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O
裝置
要素
原理
要素
酸性鋅錳干電池
優點：制作簡單、價格便宜。
缺點：放電時間短，電壓下降快。
Zn – 2e– + 2OH－ = Zn(OH)2
2MnO2 +2H2O +2e– =2MnO(OH) +2OH－
總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2
負極
材料：
Zn
正極
材料：
石墨
反應：
電解質（離子導體）：
KOH
反應：
原理
要素
堿性鋅錳干電池
裝置
要素
陌生電極反應式書寫模型
找還原劑、氧化產物
寫出得失電子的數目
標價態列物質
配守恒
看環境
補離子
判得失寫電子
②電荷守恒
③原子守恒
①電子守恒
找氧化劑、還原產物
酸性補H＋
堿性補OH－
給什么補什么

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