化学能转化为电能讲稿.ppt

关于化学能转化为电能第一页，讲稿共六十九页哦1 1.学生通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件学生通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件，初步，初步理解理解原电池的概念。原电池的概念。2 2.学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程程。3 3.学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。与和谐。第二页，讲稿共六十九页哦专题专题2 2 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第三单元第三单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化化学能转化为电能化学能转化为电能第三页，讲稿共六十九页哦一一、化学能转化为电能的途径化学能转化为电能的途径化学能化学能燃烧燃烧热能热能蒸汽蒸汽机械能机械能发电机发电机电能电能化石燃料化石燃料1.1.间接转化间接转化2.2.直接转化直接转化化学能化学能电能电能原电池反应原电池反应第四页，讲稿共六十九页哦1780年，意大利解剖学教授伽伐尼年，意大利解剖学教授伽伐尼(Galvani,L.)青蛙青蛙抽搐实验。抽搐实验。理论解释理论解释：动物电观点动物电观点原电池的历史原电池的历史第五页，讲稿共六十九页哦 伏打对动物电观点的质疑伏打对动物电观点的质疑 1800年建立伏打电池模型。年建立伏打电池模型。伏打电池是伏打电池是实用电池的开端。实用电池的开端。原电池的历史原电池的历史意大利帕维大学教授意大利帕维大学教授 伏打伏打 （Volta,A.1745-1827）第六页，讲稿共六十九页哦 离子方程式离子方程式思考问题思考问题寻找答案寻找答案你对问题你对问题3 3的想法的想法稀稀H H2 2SOSO4 4ZnCu锌表面有气泡产锌表面有气泡产生，铜表面无明生，铜表面无明显现象显现象1.1.反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？反应中，哪种物质失电子，哪种物质得电子？2.Zn2.Zn是通过是通过什么途径将电子转移给溶液中什么途径将电子转移给溶液中H H+的？的？3.3.什么方法可使什么方法可使ZnZn与与H H+分开，不让分开，不让H H+直接在直接在ZnZn表表 面得电子？面得电子？实验现象实验现象用导线将锌表面的电子引出来用导线将锌表面的电子引出来Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn 2+2+H+H2 21.1.原电原电池反应的池反应的探究探究：第七页，讲稿共六十九页哦 离子方程式离子方程式思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法实验现象实验现象CuCu起传导电子的作用。起传导电子的作用。可用电流表测电流及方向。可用电流表测电流及方向。Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn 2+2+H+H2 2稀稀H H2 2SOSO4 4ZnCu大量气泡从铜大量气泡从铜片逸出，锌片片逸出，锌片部分溶解部分溶解1.H1.H+得到的电子是得到的电子是CuCu失去的吗？失去的吗？2.2.在这个过程中在这个过程中CuCu起什么作用？起什么作用？3.3.你怎样才能知道导线中有电子通过？你怎样才能知道导线中有电子通过？1.1.原电原电池反应池反应的探究的探究：第八页，讲稿共六十九页哦 解释实验现象解释实验现象思考问题思考问题寻找答案寻找答案组内交流组内交流 列出想法列出想法实验现象实验现象化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能1.1.电子从电子从ZnZn到到H H+经历了哪些途径？经历了哪些途径？2.2.你认为这个过程能量是如何转化的？你认为这个过程能量是如何转化的？锌表面无气泡，锌表面无气泡，铜表面有气泡，铜表面有气泡，电流表发生偏转。电流表发生偏转。电子由电子由Zn Zn 导线导线铜片铜片HH+定向移动产生定向移动产生电流，故电流表的指针发生偏转电流，故电流表的指针发生偏转ZnCu1.1.原电原电池反应的池反应的探究：探究：第九页，讲稿共六十九页哦G稀硫酸稀硫酸ZnCu结论一：两种活泼性不同的金属结论一：两种活泼性不同的金属(或或另一种为非金属导体）构成电极另一种为非金属导体）构成电极结论三：形成闭合回路结论三：形成闭合回路结论四：氧化还原反应能自结论四：氧化还原反应能自发进行发进行结论二：要有电解质溶液结论二：要有电解质溶液ZnZn稀硫酸稀硫酸GCuZn酒精酒精G氢氧化钠氢氧化钠CuCG2.2.形成原电池的条件：形成原电池的条件：第十页，讲稿共六十九页哦二二.化学能直接转化为电能化学能直接转化为电能1.1.原电池的概念原电池的概念将化学能转化为电能的装置将化学能转化为电能的装置2.2.形成原电池的条件：形成原电池的条件：(1)(1)有自发发生的氧化还原反应有自发发生的氧化还原反应(2)(2)有两个活泼性不同的电极有两个活泼性不同的电极(3)(3)有电解质溶液有电解质溶液(4)(4)形成闭合电路形成闭合电路 3.3.原电池工作原理原电池工作原理(实质实质)：氧化还原反应氧化还原反应分开在两极进行，还原剂所失去的电分开在两极进行，还原剂所失去的电子通过导线转移给氧化剂。阴阳离子在电解质溶液子通过导线转移给氧化剂。阴阳离子在电解质溶液中定向移动。中定向移动。第十一页，讲稿共六十九页哦负极负极正极正极Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电子失去电子，发生氧化反应，发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极上得在铜极上得到电子，发生还原反应到电子，发生还原反应还原剂失去的电子还原剂失去的电子从锌极流出从锌极流出流入铜极流入铜极.经外电路经外电路Zn2+H+SO42-第十二页，讲稿共六十九页哦 练习练习1:1:如下图所示的装置能够组成原电池且产生如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是电流的是 （）G GG GG GG G稀硫酸稀硫酸 A A稀硫酸稀硫酸B B硫酸铜溶液硫酸铜溶液 C C乙醇水溶液乙醇水溶液 D D铜铜银银铜铜锌锌铜铜锌锌锌锌铜铜BCBC 练习练习2:2:下列烧杯中盛的都是稀硫酸，其中在铜电极下列烧杯中盛的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气泡的是能产生气泡的是 （）锌锌铜铜银银铜铜银银铜铜锌锌铜铜A B C DA B C DA A第十三页，讲稿共六十九页哦 练习练习4:4:将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是酸中一段时间，以下叙述正确的是 （）A A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生两烧杯中铜片表面均无气泡产生B B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C C.两烧杯中溶液的两烧杯中溶液的pHpH均增大均增大D D.产生气泡的速度甲比乙慢产生气泡的速度甲比乙慢 练习练习3:3:某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是组成原电池时，锌为负极，此金属是()()A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.CuBC第十四页，讲稿共六十九页哦思考思考：你是如何判定装置的正、负极？你是如何判定装置的正、负极？正极正极 负极负极电子流入的极电子流入的极不活泼电极不活泼电极发生还原反应发生还原反应电子流出的极电子流出的极较活泼电极较活泼电极发生氧化反应发生氧化反应第十五页，讲稿共六十九页哦 练习练习:关于原电池的叙述中正确的是关于原电池的叙述中正确的是 ()A构成原电池的必须是两种不同的金属构成原电池的必须是两种不同的金属B原电池是将化学能转变为电能的装置原电池是将化学能转变为电能的装置C原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成D原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原在此被还原B B第十六页，讲稿共六十九页哦原电池反应的实质是原电池反应的实质是自发的氧化还原反应自发的氧化还原反应。正极：正极：2H2H+2e+2e-=H=H2 2特点：特点：还原反应，价降低，得到电子还原反应，价降低，得到电子负极：负极：Zn-2eZn-2e-=Zn=Zn2+2+特点：特点：氧化反应，价升高，失去电子氧化反应，价升高，失去电子总反应方程式：总反应方程式：2H2H+Zn=Zn+Zn=Zn2+2+H+H2 2特点：特点：得失电子守恒得失电子守恒3.3.电极反应的特点和电极反应式书写：电极反应的特点和电极反应式书写：第十七页，讲稿共六十九页哦三、原电池原理的应用三、原电池原理的应用注意：注意：除化学反应的外界影响因素外，原电池也加快反除化学反应的外界影响因素外，原电池也加快反应速率。应速率。思考思考：根据前面所学的知识，我们知道根据前面所学的知识，我们知道ZnZn失去的电子失去的电子给了给了CuCu，好像，好像ZnZn表面应该没有气泡的嘛。为什么在铜锌原表面应该没有气泡的嘛。为什么在铜锌原电池实验中电池实验中ZnZn表面也冒气泡呢？表面也冒气泡呢？提示：提示：实验用的实验用的ZnZn片不纯，有杂质；杂质与锌形成片不纯，有杂质；杂质与锌形成原电池反应。原电池反应。思考思考：实验室制氢气时，为什么选用粗锌与稀硫酸实验室制氢气时，为什么选用粗锌与稀硫酸反应，而不是纯锌？反应，而不是纯锌？第十八页，讲稿共六十九页哦 练习练习:将下列措施不能加快锌与稀硫酸反应的速将下列措施不能加快锌与稀硫酸反应的速度的是度的是 （）A A.升高稀硫酸溶液的温度升高稀硫酸溶液的温度 B B.用锌粉替代锌粒用锌粉替代锌粒C C.再加等体积相同浓度的稀硫酸再加等体积相同浓度的稀硫酸D D.用浓硫酸代替稀硫酸与锌反应用浓硫酸代替稀硫酸与锌反应E E.在反应体系中加几片铜片在反应体系中加几片铜片CD第十九页，讲稿共六十九页哦交流与讨论交流与讨论:在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水，在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并慢慢形成慢慢形成褐色的锈斑褐色的锈斑。试说明产生此现象的原因。试说明产生此现象的原因。形成了铁形成了铁-碳原电池碳原电池第二十页，讲稿共六十九页哦例如铁的腐蚀例如铁的腐蚀1 1、化学腐蚀、化学腐蚀金属与化学物质直接接触，发生氧化还原反应金属与化学物质直接接触，发生氧化还原反应而被氧化而被氧化2 2、电化学腐蚀、电化学腐蚀金属与电解质溶液接触，发生原电池反应而被氧化金属与电解质溶液接触，发生原电池反应而被氧化负极：负极：正极：正极：Fe2eFe2e-=Fe =Fe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-b b、金属的腐蚀、金属的腐蚀 总反应方程式：总反应方程式：2Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 24Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)3 3进一步氧化：进一步氧化：脱水生成铁锈脱水生成铁锈：2Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3 .xHxH2 2O+(3-x)HO+(3-x)H2 2O O第二十一页，讲稿共六十九页哦钢铁的防腐蚀：钢铁的防腐蚀：（1 1）覆盖保护层；）覆盖保护层；（2 2）改变金属内部结构；）改变金属内部结构；（3 3）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌；）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌；（4 4）钢铁连接电源负极。）钢铁连接电源负极。第二十二页，讲稿共六十九页哦 练习练习1:1:把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用导四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若线两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为负极；为负极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大量气泡极上产生大量气泡，b b、d d相连时，相连时，b b上有大量气泡产生，则四种金属的活上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为动性顺序由强到弱的为 ()()A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b d Dc a b d Db d c a b d c a Bc、比较金属的活动性强弱、比较金属的活动性强弱注意：注意：原电池中，一般活泼性强的金属为负极，活原电池中，一般活泼性强的金属为负极，活泼性相对较弱的金属为正极。泼性相对较弱的金属为正极。第二十三页，讲稿共六十九页哦 练习练习2:2:下列事实不能说明下列事实不能说明AlAl的金属活泼性比的金属活泼性比CuCu强强的是的是 ()A A常温下将铝投入常温下将铝投入CuSOCuSO4 4溶液中溶液中B B常温下将铁钉浸入铝盐和铜盐的混合溶液中常温下将铁钉浸入铝盐和铜盐的混合溶液中C C常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中溶液中D D常温下将铝和铜不用导线连接一起放入到稀盐常温下将铝和铜不用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中酸溶液中E E常温下将铝和铜用导线连接一起放入到氢氧化钠常温下将铝和铜用导线连接一起放入到氢氧化钠溶液中溶液中E第二十四页，讲稿共六十九页哦 练习练习3:3:、四种金属，将和用导线、四种金属，将和用导线连接起来，浸入电解质溶液中，不易腐蚀。将、连接起来，浸入电解质溶液中，不易腐蚀。将、分别放入等浓度盐酸中，比反应剧烈。将分别放入等浓度盐酸中，比反应剧烈。将浸入的盐溶液中无明显变化，如果把浸入的浸入的盐溶液中无明显变化，如果把浸入的盐溶液中，有金属析出。其活动性由强到弱的顺序盐溶液中，有金属析出。其活动性由强到弱的顺序为：（为：（）、B第二十五页，讲稿共六十九页哦d、设计原电池、设计原电池 如利用如利用 Cu+2FeClCu+2FeCl3 3=CuCl=CuCl2 2+2FeCl+2FeCl2 2 的氧化还原反应设的氧化还原反应设计原电池计原电池 负极：负极：正极：正极：Cu2eCu2e-=Cu=Cu2+2+2Fe2Fe3+3+2e+2e-=2Fe=2Fe2+2+氧化反应氧化反应还原反应还原反应 练习练习1:1:一个电池反应的离子方程式是一个电池反应的离子方程式是 Zn+CuZn+Cu2+2+=ZnZn2+2+Cu,+Cu,该反应的的原电池正确组合是（该反应的的原电池正确组合是（）C CA AB BC CD D正极正极ZnZnCuCuCuCuFeFe负极负极CuCuZnZnZnZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuClCuCl2 2H H2 2SOSO4 4CuSOCuSO4 4HClHCl第二十六页，讲稿共六十九页哦 小窍门小窍门：怎样书写原电池的电极反应式和总反应式？怎样书写原电池的电极反应式和总反应式？书写步骤书写步骤：（1 1）写出原电池总反应，根据电解质溶液改写原电池的电极反应；写出原电池总反应，根据电解质溶液改写原电池的电极反应；（电解质参与反应）（电解质参与反应）（2 2）写出负极的电极反应式：）写出负极的电极反应式：活泼金属作负极时，本身被氧化：活泼金属作负极时，本身被氧化：若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金属阳若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金属阳离子，如：离子，如：ZnZn2e2e=Zn=Zn2 2。若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，应写成若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，应写成“阳离子与阳离子与电解电解质溶液反应的反应式质溶液反应的反应式”相叠加的形式。相叠加的形式。如：如：MgAl(KOH)MgAl(KOH)原电池，负极反应式为：原电池，负极反应式为：Al-3eAl-3e-4OH4OH-=AlO=AlO2 2 -2H2H2 2O O；（3 3）由燃料电池总反应减去负极的电极反应式得正极的电极反应）由燃料电池总反应减去负极的电极反应式得正极的电极反应式式。第二十七页，讲稿共六十九页哦 练习练习1:1:将氧化还原反应：将氧化还原反应：2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2 ，以石墨和以石墨和AlAl为电极为电极材料，设计成一个原电池；回答下列问题材料，设计成一个原电池；回答下列问题 1 1、电解液：、电解液：。2 2、电极材料：、电极材料：正极正极 ，负极，负极 。3 3、电极反应式、电极反应式 ：负极负极:；正极正极:。NaOHNaOH溶液溶液石墨石墨AlAlAl+4OHAl+4OH-3e-3e-=AlO=AlO2 2-+2H+2H2 2O O2H2H+2e+2e-=H=H2 2第二十八页，讲稿共六十九页哦 练习练习2:2:科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以池是以PtPt和和ZnZn为电极材料，依靠人体内液体中含有一定为电极材料，依靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧和浓度的溶解氧和ZnZn2+2+进行工作。进行工作。总反应为总反应为：2Zn+O2Zn+O2 2+2H+2H2 2O=2Zn(OH)O=2Zn(OH)2 2；回答下列问题回答下列问题 （1 1）负极材料是）负极材料是_ 电极反应式是电极反应式是_（2 2）正极材料是）正极材料是_ _ 电极反应式是电极反应式是_ZnZn2Zn-4e2Zn-4e-=2Zn=2Zn2+2+PtPtO O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-第二十九页，讲稿共六十九页哦专题专题2 2 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第三单元第三单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化化学电源化学电源第三十页，讲稿共六十九页哦最早的电池我们可以追溯到两百年以前意大利最早的电池我们可以追溯到两百年以前意大利物理学家伏打发明的伏打电池，它使人们第一次获物理学家伏打发明的伏打电池，它使人们第一次获得了比较稳定而持续的电流，具有划时代的意义。得了比较稳定而持续的电流，具有划时代的意义。在伏打电池原理和研发精神的指引下，人们通过不在伏打电池原理和研发精神的指引下，人们通过不断努力，开发了一代又一代的新型池，从人们普遍使用的断努力，开发了一代又一代的新型池，从人们普遍使用的干电池到新型的太阳能电池、锂聚合物电池和燃料电池等干电池到新型的太阳能电池、锂聚合物电池和燃料电池等等，不仅在电池容量、体积、使用方便程度等方面有很大等，不仅在电池容量、体积、使用方便程度等方面有很大突破，更重要的是在这些新型电池的研发过程中，渗透着突破，更重要的是在这些新型电池的研发过程中，渗透着人们强烈的绿色环保意识，电池的开发、发展正以绿色环人们强烈的绿色环保意识，电池的开发、发展正以绿色环保作为重要的指导精神。保作为重要的指导精神。第三十一页，讲稿共六十九页哦普通锌锰电池普通锌锰电池碱性电池碱性电池 镍镍镉镉电电池池小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池 锂离子电池锂离子电池 镍氢电池镍氢电池 第三十二页，讲稿共六十九页哦一、化学电源的分类一、化学电源的分类化学电源可分为两类：化学电源可分为两类：_、_。一次电池一次电池二次电池二次电池一次电池特点是一次电池特点是用过之后不能复原；用过之后不能复原；二次电池特点是二次电池特点是充电后可重复多次使用。充电后可重复多次使用。二、常见的化学电源二、常见的化学电源1 1干电池干电池：属一次性电池，又因为其电解质是一种属一次性电池，又因为其电解质是一种不能流动的糊状物，所以称干电池。不能流动的糊状物，所以称干电池。随着科学技术的发展，干电池已经发展成为一个大随着科学技术的发展，干电池已经发展成为一个大的家族，到目前为止已经约有多种。常见的的家族，到目前为止已经约有多种。常见的有普通有普通锌锰干电池锌锰干电池、碱性锌锰干电池、镁锰干电池、碱性锌锰干电池、镁锰干电池、锌空气电池、锌氧化汞电池、锌氧化银电池、锂锰电锌空气电池、锌氧化汞电池、锌氧化银电池、锂锰电池等。池等。第三十三页，讲稿共六十九页哦a a、一次性一次性锌锰干电池锌锰干电池普通锌锰电池普通锌锰电池南孚电池南孚电池 电压电压1.5 V，用途广泛，用途广泛第三十四页，讲稿共六十九页哦普通锌普通锌-锰干电池的电压锰干电池的电压1.5 V1.5 V，用途广泛，结构如图：，用途广泛，结构如图：锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和CNH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等负极（锌筒）：负极（锌筒）：Zn-2eZn-2e-=Zn=Zn2+2+正极（石墨）：正极（石墨）：2MnO2MnO2 2+2NH+2NH4 4+2e+2e-=2MnO(OH)+2NH=2MnO(OH)+2NH3 3总反应：总反应：Zn+2MnOZn+2MnO2 2+2NH+2NH4 4+=Zn=Zn2+2+2MnO(OH)+2NH+2MnO(OH)+2NH3 3第三十五页，讲稿共六十九页哦碱性碱性Zn-MnZn-Mn干电池干电池锌锰碱性电池是一种新型的锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为干电池。正极材料为MnOMnO2 2,负极材料为负极材料为ZnZn，还原产物，还原产物为为MnOOH,MnOOH,电解质是电解质是KOHKOH溶液。溶液。负极：负极：Zn+2OHZn+2OH2e2e-=Zn(OH)=Zn(OH)2 2正极：正极：2MnO2MnO2 2+2H+2H2 2O +O +2 e2 e-=2MnO=2MnO(OH)OH)+2OH+2OH-总反应：总反应：Zn+Zn+2MnO2MnO2 2+2H+2H2 2O O=Zn(OH)=Zn(OH)2 2+2MnO2MnO(OH)OH)碱性碱性锌锌锰电池锰电池第三十六页，讲稿共六十九页哦特点与应用：特点与应用：银锌纽扣电池的容量比普通的干电池大得多，银锌纽扣电池的容量比普通的干电池大得多，电流大，电流大，放电电压平稳，工作电压是放电电压平稳，工作电压是1.61.6伏。伏。银锌电池体积小、重银锌电池体积小、重量轻，已广泛用于小型电子计算器、高级仪表、宇航、火量轻，已广泛用于小型电子计算器、高级仪表、宇航、火箭、潜艇等方面。箭、潜艇等方面。b b、银锌纽扣电池银锌纽扣电池第三十七页，讲稿共六十九页哦电极反应：电极反应：负极（锌）：负极（锌）：Zn+2OHZn+2OH-2e-2e-=Zn(OH)=Zn(OH)2 2正极（正极（氧化银）：氧化银）：AgAg2 2O+HO+H2 2O+2eO+2e-=2Ag+2OH=2Ag+2OH-总反应为：总反应为：Zn+AgZn+Ag2 2O+HO+H2 2O=Zn(OH)O=Zn(OH)2 2+2Ag+2Ag银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒，银锌原电池是用不锈钢制成的小圆盒，形似纽扣，故称形似纽扣，故称纽扣电池纽扣电池。盒内一端填。盒内一端填充氧化银和石墨组成的活性材料，另一端充氧化银和石墨组成的活性材料，另一端填充锌汞合金组成的活性材料，电解质溶填充锌汞合金组成的活性材料，电解质溶液为液为KOHKOH溶液。溶液。银锌原电池银锌原电池第三十八页，讲稿共六十九页哦 练习练习:磷酸铁锂电池是一种新型锂离子电池，其正极磷酸铁锂电池是一种新型锂离子电池，其正极材料为材料为LiFePOLiFePO4 4，充放电时的变化如图所示，电池充、放，充放电时的变化如图所示，电池充、放电时的变化可简化为：电时的变化可简化为：LiLix xC Cx xFePOFePO4 4 x xLiFePOLiFePO4 4C C下列有关说法不正确的是下列有关说法不正确的是()A A该电池属于一次电池该电池属于一次电池B BLiFePOLiFePO4 4中铁为中铁为2 2价价C C放电时化学能转化为电能放电时化学能转化为电能D D放电时，放电时，LiLi向正极移动向正极移动放电放电充电充电A A第三十九页，讲稿共六十九页哦2 2充电电池充电电池 充电电池又称充电电池又称 。可充电电池是两极都参加反。可充电电池是两极都参加反应的电池。这是一种发展较快的原电池，如铅蓄电池、应的电池。这是一种发展较快的原电池，如铅蓄电池、锂电池、镍氢电池、爱迪生蓄电池等，它们的负极是锂电池、镍氢电池、爱迪生蓄电池等，它们的负极是 ，正极一般是，正极一般是 。放电时，负极被。放电时，负极被 。正。正极材料的氧化物被极材料的氧化物被 ，充电时的电极反应与放电时相，充电时的电极反应与放电时相反。反。较活泼的金属较活泼的金属金属氧化物金属氧化物二次电池二次电池氧化氧化还原还原第四十页，讲稿共六十九页哦a a、铅铅蓄电池蓄电池 18591859年由普南特年由普南特(Plante)(Plante)发明发明,电压电压2.0 V2.0 V，一个半世纪以来，广泛应用于汽车、轮船、火车等交一个半世纪以来，广泛应用于汽车、轮船、火车等交通工具的点火电源和照明。通工具的点火电源和照明。铅蓄电池充电后电压可铅蓄电池充电后电压可达达2.2伏；放电后电压下伏；放电后电压下降，当电压降至降，当电压降至l.25伏时伏时不能再使用，必须充电不能再使用，必须充电。第四十一页，讲稿共六十九页哦 铅蓄电池可放电亦可充电，铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明塑料制成它是用硬橡胶或透明塑料制成方形外壳，在正极板上有一层方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的棕褐色的 ，负极板是海绵，负极板是海绵状的状的 ，两极均浸入，两极均浸入 溶液中，且两极间溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。用微孔橡胶或微孔塑料隔开。PbOPbO2 2金属铅金属铅硫酸硫酸电极反应：电极反应：负极（负极（PbPb）:Pb-2e:Pb-2e-+SO+SO4 4 2 2 -=PbSO=PbSO4 4正极（正极（PbOPbO2 2）:PbO:PbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42 2 -+2e+2e-=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O O总反应为：总反应为：Pb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 4+2H+2H2 2O O第四十二页，讲稿共六十九页哦当硫酸的浓度降低，溶液的密度达当硫酸的浓度降低，溶液的密度达1.18g/cm1.18g/cm3 3时应停止时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用。使用，需充电，充电时起电解池的作用。电极反应为：电极反应为：阳极：阳极：PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e-=PbO=PbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-阴极：阴极：PbSOPbSO4 4+2e+2e-=Pb+SOPb+SO4 42-2-充电总反应式：充电总反应式：2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O=Pb+PbOO=Pb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4铅蓄电池放电和充电总反应式：铅蓄电池放电和充电总反应式：Pb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O O放电放电充电充电第四十三页，讲稿共六十九页哦b b、镍氢电池镍氢电池第四十四页，讲稿共六十九页哦镍氢电池的工作镍氢电池的工作电压电压1.2 V1.2 V，寿命长，性能好，比能量高。，寿命长，性能好，比能量高。电极反应：电极反应：负极负极:H:H2 2+2OH+2OH-2e-2e-=2H=2H2 2O O正极正极:2NiO(OH)+2H:2NiO(OH)+2H2 2O+2eO+2e-=2Ni(OH)=2Ni(OH)2 2+2OH+2OH-总反应为：总反应为：H H2 2+2NiO(OH)=2Ni(OH)+2NiO(OH)=2Ni(OH)2 2 第四十五页，讲稿共六十九页哦1.1.电极材料及原料电极材料及原料正极：金属氧化物正极：金属氧化物 负极：锂负极：锂2.2.电解质溶液：电解质溶液：有机溶剂有机溶剂3.3.优点优点使用寿命长，质量轻、电压高、工使用寿命长，质量轻、电压高、工作效率高、体积小作效率高、体积小摩托罗拉摩托罗拉6188/62886188/6288原原装锂电池装锂电池索尼数码索尼数码相机锂电相机锂电池池c c、锂电池锂电池 锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、可移动电话、摄象机、脑、可移动电话、摄象机、照相机、手表、心脏起搏器照相机、手表、心脏起搏器等等低功耗电器的主流电源。低功耗电器的主流电源。第四十六页，讲稿共六十九页哦 电池的不合理使用对环境的危害！有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能有关资料显示，一节一号电池烂在地里，能使万方米的土壤永久失去利用价值；一粒使万方米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可使纽扣电池可使600600吨水无法饮用，相当于一吨水无法饮用，相当于一个人一生的饮水量个人一生的饮水量。第四十七页，讲稿共六十九页哦堆积如山的废旧电池，堆积如山的废旧电池，时刻威胁我们的环境时刻威胁我们的环境废旧电池进电池回收站废旧电池进电池回收站第四十八页，讲稿共六十九页哦3 3燃料燃料电池电池 燃料电池是继水力、火力、核能发电之后的第四类燃料电池是继水力、火力、核能发电之后的第四类发电发电化学能发电。化学能发电。燃料电池以燃料电池以具有催化性能的多孔金属作电极，具有催化性能的多孔金属作电极，不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时不断从外界输入氧化剂和还原剂，而是在工作时不断从外界输入氧化剂和还原剂，同时将电极反应产物不断排出电池。它是把能源同时将电极反应产物不断排出电池。它是把能源中中燃料燃烧反应燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的的化学能直接转化为电能的“能能量转换器量转换器”。常见的燃料电池有常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲醇燃料电池氢氧燃料电池、甲醇燃料电池、铝、铝空气燃料电池、熔融盐燃料电池等空气燃料电池、熔融盐燃料电池等第四十九页，讲稿共六十九页哦燃料电池工作原理燃料燃料优点：效率高无污染装置可持续使用第五十页，讲稿共六十九页哦第五十一页，讲稿共六十九页哦新型绿色环保燃料电池车第五十二页，讲稿共六十九页哦氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为铂电极，电解质溶液为天领域。它的电极材料一般为铂电极，电解质溶液为40%40%的的KOHKOH溶液溶液(稀稀H H2 2SOSO4 4溶液溶液)。碱式氢氧燃料电池：碱式氢氧燃料电池：(KOHKOH)电极反应：电极反应：负极负极:H:H2 2+2OH+2OH-2e-2e-=2H=2H2 2O O正极正极:O:O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-总反应为：总反应为：2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O酸式氢氧燃料电池：酸式氢氧燃料电池：(稀稀H H2 2SOSO4 4)电极反应：电极反应：负极负极:H H2 2-2e-2e-=2H=2H+正极正极:O O2 2+4H+4H+4e+4e-=2H=2H2 2O O总反应为：总反应为：2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O第五十三页，讲稿共六十九页哦甲醇甲醇-空气燃料电池空气燃料电池该电池用多孔铂管插入该电池用多孔铂管插入KOHKOH溶液中作电极，在两极溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气。上分别通甲烷和氧气。电极反应：电极反应：负极负极:CH:CH3 3OHOH +8OH+8OH-6e-6e-=CO=CO3 32-2-+6H+6H2 2O O正极正极:O:O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-总反应为：总反应为：2CH2CH3 3OH+3OOH+3O2 2+4KOH=2K+4KOH=2K2 2COCO3 3+6H+6H2 2O O第五十四页，讲稿共六十九页哦 小窍门小窍门：怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？书写步骤书写步骤：（1 1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（电解质参与反应）（电解质参与反应）（2 2）写出正极的电极反应式；）写出正极的电极反应式；正极反应一般为正极反应一般为酸性介质酸性介质 ：O O2 2+4H+4H+4e+4e=2H=2H2 2O O碱性介质：碱性介质：O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e=4OH=4OH-（3 3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。极反应式。第五十五页，讲稿共六十九页哦AlAl空气空气海水电池海水电池19911991年，我国首创以铝年，我国首创以铝-空气空气-海水为能源的新型电池海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比这种海水电池的能量比“干电池干电池”高高20205050倍。倍。电极反应：电极反应：负极负极:4Al-12e:4Al-12e-=4Al=4Al3+3+正极正极:O:O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-总反应为：总反应为：4Al+3O4Al+3O2 2+6H+6H2 2O=4Al(OH)O=4Al(OH)3 3第五十六页，讲稿共六十九页哦 练习练习2:2:燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂作催燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂作催化剂，导电离子是化剂，导电离子是H H。下列对该燃料电池的描述中不正。下列对该燃料电池的描述中不正确的是确的是 ()A A电池工作时，可产生蓝色的火焰电池工作时，可产生蓝色的火焰B B电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极C C电池工作时，正极反应：电池工作时，正极反应：4H4HO O2 24e4e=2H=2H2 2O OD D氢氧燃料电池是环保电池氢氧燃料电池是环保电池 练习练习1:1:下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A A镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池镍镉电池、锂电池和锌锰电池都是二次电池B B燃料电池是一种高效但会污染环境的新型电池燃料电池是一种高效但会污染环境的新型电池C C化学电池的反应原理是氧化还原反应化学电池的反应原理是氧化还原反应D D铅蓄电池放电时正极是铅蓄电池放电时正极是PbPb，负极是，负极是PbOPbO2 2C CA A第五十七页，讲稿共六十九页哦磷酸型燃料电池磷酸型燃料电池 电池中采用的是电池中采用的是100%100%磷酸为电解质，利用廉价磷酸为电解质，利用廉价的碳材料为骨架。除了以氢气为燃料外，还可使用的碳材料为骨架。除了以氢气为燃料外，还可使用甲醇、天然气等低廉燃料，是目前最成熟的燃料电甲醇、天然气等低廉燃料，是目前最成熟的燃料电池，池，它代表了燃它代表了燃料电池的主要发展方向料电池的主要发展方向。目前世界上大容量的燃料目前世界上大容量的燃料电池发电厂，都使用磷酸型燃电池发电厂，都使用磷酸型燃料电池。如东京电能公司经营料电池。如东京电能公司经营的的11MW11MW美日合作磷酸型燃料电美日合作磷酸型燃料电池发电厂。池发电厂。磷酸燃料电池可用作公共磷酸燃料电池可用作公共汽车的动力，将来这种电池也汽车的动力，将来这种电池也会用于私人车辆。会用于私人车辆。第五十八页，讲稿共六十九页哦甲烷为燃料甲烷为燃料磷酸型磷酸型燃料电池：燃料电池：电极反应：电极反应：负极负极:CH:CH4 4+2H+2H2 2O-8eO-8e-=CO=CO2 2+8H+8H+正极正极:O:O2 2+4H+4H+4e+4e-=2H=2H2 2O O总反应为：总反应为：CH CH4 4+O+O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2O O甲醇为燃料甲醇为燃料磷酸型磷酸型燃料电池：燃料电池：电极反应：电极反应：负极负极:CH:CH3 3OHOH +H+H2 2O-6eO-6e-=CO=CO2 2+6H+6H+正极正极:O:O2 2+4H+4H+4e+4