化学能转变为电能.ppt

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1、化学能转变为电能现在学习的是第1页，共26页（）（）Zn | H2SO4 | Cu () （）（）Zn | ZnSO4 | CuSO4 | Cu () 现在学习的是第2页，共26页原电池的工作原理：原电池的工作原理：( (以铜锌原电池为例）以铜锌原电池为例）（1）确定电极名称： 正极（）（与电极材料有关通 负极（） 常较活泼的为负极）（2）分析电极反应 ： 正极（）：2H+2e-H2 还原反应 负极（）：ZnZn2+ +2e- 氧化反应 总式： Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 电流方向：电流方向：正极（）负极（）（闭合回路） 电子流向：电子流向：负极（）正极（）（外电路）ZnCu稀稀H2S

2、O4（）（）e-I现在学习的是第3页，共26页（3）电解质溶液：电解质溶液：阴阳离子作定向移动阴阳离子作定向移动 阴离子（阴离子（SO42-)阳极阳极(Zn(Zn片）片） （内电路）（内电路） 阳离子阳离子（H H+ +)阴极阴极 (Cu(Cu片）片） ZnZn2+2+进入溶液补充少进入溶液补充少H H+ +引起的电荷变化，引起的电荷变化， 整个电解质溶液呈电中性（即电荷守恒）整个电解质溶液呈电中性（即电荷守恒） 溶液的溶液的PHPH由小变大由小变大总之：总之：一般都用一般都用还原性较强还原性较强的物质作的物质作负极负极，负，负极向外电路提供电子；用极向外电路提供电子；用氧化性较强氧化性较强的

3、物的物质作为质作为正极正极，正极从外电路得到电子；在，正极从外电路得到电子；在电池内部，两极之间填充电池内部，两极之间填充电解质溶液电解质溶液。放。放电时，负极上的电子通过导线流向用电器电时，负极上的电子通过导线流向用电器，从正极流回电池，形成电流。，从正极流回电池，形成电流。现在学习的是第4页，共26页二、化学电源二、化学电源应用之一应用之一请阅读课本请阅读课本P2627有关锌锰干电池有关锌锰干电池内容，写出酸性和碱性锌锰干电池的内容，写出酸性和碱性锌锰干电池的电极反应式，并比较二者的优缺点。电极反应式，并比较二者的优缺点。现在学习的是第5页，共26页1.1.锌锰干电池锌锰干电池酸式锌锰干电

4、池电极酸式锌锰干电池电极反应式：反应式：负极：负极：Zn Zn22e正极：正极： 2NH4+2e- 2NH3+H2电池反应：电池反应：Zn+2NH4+ = Zn2+2NH3+H2实际使用过程中，是否有实际使用过程中，是否有NH3和和H2放出？如何放出？如何“消失消失”？ZnZn生成生成Zn(NHZn(NH3 3) )4 4 2+2+、 H H2 2与与MnOMnO2 2反应反应MnMn2 2O O3 3+H+H2 2O O现在学习的是第6页，共26页锌锰碱性电池：锌锰碱性电池：锌锰碱性电池是一种新型的干锌锰碱性电池是一种新型的干电池。负极材料由锌片改为锌粉电池。负极材料由锌片改为锌粉，正极材料

5、为，正极材料为MnO2 ,还原产物为还原产物为Mn2O3 ,电解质是电解质是KOH溶液，其溶液，其放电曲线如图所示：放电曲线如图所示：请写出电极请写出电极反应式并分析其工作原理。该反应式并分析其工作原理。该电池有何优点？电池有何优点？优点优点: 工作电动势稳定工作电动势稳定,电池的容量和放电时间增加了几倍电池的容量和放电时间增加了几倍负极：负极：Zn + 2OH Zn(OH)2 2e- 正极：正极：2MnO2 + H2O + 2 e- Mn2O3 + 2OH 电池反应：电池反应： Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O3现在学习的是第7页，共26页现在学习的是第8页

6、，共26页2.铅蓄电池铅蓄电池正极：正极：PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42- 2- +2e+2e- - PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O O负极：负极：Pb+ SOPb+ SO4 42-2-PbSOPbSO4 4 +2e+2e- - 放电时为原电池：放电时为原电池：充电时为电解池：充电时为电解池：电池反应：电池反应：阳极：阳极：PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O O PbOPbO2 2 + + 4H4H+ +SO+SO4 42- 2- 2e2e- -阴极：阴极：PbSOPbSO4 4 +2e+2e- - Pb + SOPb + SO4 42-2-电解池反

7、应：电解池反应：现在学习的是第9页，共26页钮扣电池：钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由一端填充由AgAg2 2O O和少量石墨组成的正和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液合金作负极活性材料，电解质溶液为浓为浓KOHKOH溶液，已知电池内溶液，已知电池内ZnZn的氧化产的氧化产物为物为ZnOZnO，广泛用于电子仪器的电源。广泛用于电子仪器的电源。请书写电极反应式和电池反应。请书写电极反应式和电池反应。银银-锌电池锌电池负极：负极：

8、Zn+ 2OH- ZnO+H2O2e- 正极：正极：Ag2O+ H2O+2e- 2Ag+ 2OH- 电池反应：电池反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag阅读思考：阅读思考：思考：充电时的电极反应式和总反应式如何书写？思考：充电时的电极反应式和总反应式如何书写？现在学习的是第10页，共26页二次电池二次电池:（可逆电池）（可逆电池）阴极：阴极：正极：正极：还原反应极还原反应极得电子极得电子极电子流入极电子流入极放电：原电池放电：原电池充电：电解池充电：电解池 负极：负极：阳极：阳极：氧化反应极氧化反应极电子流出极电子流出极失电子极失电子极氧化反应极氧化反应极失电子极失电子极电子流出极电子流

9、出极还原反应极还原反应极得电子极得电子极电子流入极电子流入极现在学习的是第11页，共26页心脏起博器的原电池心脏起博器的原电池 已知人体血液的已知人体血液的pH值在值在7. .357. .45之间。之间。将将心脏起博器植入如图红色区域心脏起博器植入如图红色区域静脉血管内静脉血管内，请写出电极反应式并分析其工作原理。，请写出电极反应式并分析其工作原理。Zn-Zn-负极，负极，Pt-Pt-正极；人体体液作电解质正极；人体体液作电解质，溶解氧做氧化剂。，溶解氧做氧化剂。负极反应：负极反应：2Zn +4OH-2Zn(OH)2Zn +4OH-2Zn(OH)2 2 +4e+4e- - 正正极反应：极反应：

10、O O2 2+4e+4e- - +2H +2H2 2O4OHO4OH- -电池反应：电池反应：2Zn+O2Zn+O2 2+2H+2H2 2O=2Zn(OH)O=2Zn(OH)2 2放出电脉冲进行工作放出电脉冲进行工作现在学习的是第12页，共26页3.3.氢氧燃料电池氢氧燃料电池阅读课本阅读课本P2829内容，了解燃料内容，了解燃料电池的重要用途电池的重要用途和有点。并书写和有点。并书写电极反应式和电电极反应式和电池反应池反应现在学习的是第13页，共26页燃燃 料料 电电 池池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 酸性负极正极中性负极 正极碱性负极正极2H2 4H+ 4e- O2 + 4H+

11、 + 4e-4H2O2H2 4H+ 4e- O2 + 2H2O + 4e- 4OH-2H2 +4OH- 4H2O 4e- O2 + 2H2O + 4e- 4OH-现在学习的是第14页，共26页固体燃料电池固体燃料电池介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 负极正极负极 正极2H2 +2O22H2O 4e- O2 + 4e- 2O2 2H2 4H+ 4e- O2 + 4H+ + 4e- 2H2O 现在学习的是第15页，共26页 有人设计将两根有人设计将两根PtPt丝做电极插入丝做电极插入KOHKOH溶液中，溶液中，然后向两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃料然后向两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃料

12、电池。该电池中反应的化学方程式为：电池。该电池中反应的化学方程式为：CHCH4 4+2O+2O2 2+2KOH = K+2KOH = K2 2COCO3 3+3H+3H2 2O O则此燃料电池的电极反应式为：则此燃料电池的电极反应式为：负极负极_正极正极_ _ CHCH4 4+10OH+10OH- -COCO3 32-2-+7H+7H2 2O O8e8e2O2O2 2+8e+8e+4H+4H2 2O O8OH8OH- -阅读思考阅读思考现在学习的是第16页，共26页（1）利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。）利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。 （2）碳）碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠

13、溶液一起构成原电池，加速铁粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池，加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。 （3）负）负极：极：2Fe172 Fe2+ + 4e- ，正极：正极：O2+2H2O +4e-4OH-，总反应方程式是：总反应方程式是：4 Fe+3O2+6H2O= 4Fe(OH)3 市场上出售的市场上出售的“热敷袋热敷袋”其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使其与空气隔绝，启用时

14、，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有大量的铁锈存在，请回答下列问题：搓就会放出热量，使用完后，会发现有大量的铁锈存在，请回答下列问题：（1）热敷袋使用时，为什么会放出热量？）热敷袋使用时，为什么会放出热量？（2）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？（3）试写出有关的电极反应式和化学方程式。）试写出有关的电极反应式和化学方程式。现在学习的是第17页，共26页镍氢（镍氢（MH-Ni) 电池电池电池反应：电池反应：1/2H2 + NiO(OH) = Ni(OH)2 负极：负极： 1/2H2 + OH- H2O+ e- 正极：正极：

15、 NiO(OH) + H2O + e- Ni(OH)2 + OH-其它电池：其它电池：现在学习的是第18页，共26页海水电池（电解质溶液为海水）海水电池（电解质溶液为海水）负极：负极：4Al4Al3+12e，正极：正极：3O2+6H2O+12e12OH总反应：总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3锂电池（非水有机溶剂电解液）锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：负极：2Li2Li+2e，正极：，正极：I2+2e2I，总反应：总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿

16、命长。、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。现在学习的是第19页，共26页 (99(99理综理综) )熔融盐燃料电池具有高的发电效率熔融盐燃料电池具有高的发电效率, ,因而受因而受到重视到重视. .可用可用Li Li2 2COCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3的熔融盐混合物作电解质的熔融盐混合物作电解质,CO,CO为阳极燃气为阳极燃气, ,空气与空气与COCO2 2的混合气为阴极助燃气的混合气为阴极助燃气, ,制得制得在在15001500下工作的燃料电池下工作的燃料电池, ,完成有关的电池反应式完成有关的电池反应式: : 阳极反应式阳极反应式: , 阴极反应式阴极反应式: O2+2C

17、O2+4e- 2CO32- 总电池反应总电池反应 式式: . 2CO+2CO32-4CO2+4 e- 2CO+O2=2CO2现在学习的是第20页，共26页如图所示：如图所示：a、b是活泼性不同的金属电极，用湿润的是活泼性不同的金属电极，用湿润的KI淀粉试纸检验石墨电极淀粉试纸检验石墨电极C产生的气体，试纸变蓝，试回产生的气体，试纸变蓝，试回答：甲池是答：甲池是池，乙池是池，乙池是池。池。 a极为极为极，极，b极为极为 极，极，C极为极为 极，极，Pt为为 极。极。 Pt电极的电极反应式为电极的电极反应式为 。甲 稀H2SO4乙 NaCl溶液abPtC原电电解正负阳 阴2H+ + 2e = H2

18、现在学习的是第21页，共26页 有人设计出利用有人设计出利用CH4和和O2的反应，用铂电极在的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在在O2中燃烧，则下列说法正确的是（中燃烧，则下列说法正确的是（ ）每消耗每消耗1molCH4可以向外电路提供可以向外电路提供8mole-负极上负极上CH4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式： CH4+10OH-CO32-+7H2O +8e-负极上是负极上是O2获得电子，电极反应式为：获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-4OH-电池放电后，溶液电池放电后，溶液PH不断升高不断升高 A.

19、 B. C. D.A 现在学习的是第22页，共26页（ A ）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe写出下列装置的极反应，并判断写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液溶液PH值的变值的变化。化。现在学习的是第23页，共26页1 1如上图所示，通电后如上图所示，通电后A A极上析出极上析出AgAg，对该装置的有关叙述正确的是，对该装置的有关叙述正确的是 A A、P P是电源的正极是电源的正极B B、F F极上发生的反应为：极上发生的反应为：4OH4OH- - 2H2H2 2O+OO+O2 2+ 4e+ 4e- -C C、电解时，甲、乙、丙三

20、池中，除、电解时，甲、乙、丙三池中，除E E、F F两极外，其余电极均参加了反两极外，其余电极均参加了反应应D D、通电后，甲池的、通电后，甲池的PHPH减小，而乙、丙两池溶液的减小，而乙、丙两池溶液的PHPH不变不变 B 巩固练习巩固练习现在学习的是第24页，共26页1. 根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应： Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2。但选择恰当电极材料 和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四 种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极石墨CuCuCu阴极石墨石墨FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O综合应用现在学习的

21、是第25页，共26页2.下列反应能设计成原电池的是（下列反应能设计成原电池的是（ ）总结二：总结二：原电池可根据一个反应开始以后能自发进行的氧化还原反应设计原电池可根据一个反应开始以后能自发进行的氧化还原反应设计，将氧化反应设计成电池的负极，还原反应设计成电池的正极，而设计出，将氧化反应设计成电池的负极，还原反应设计成电池的正极，而设计出一个电解池则可将一个难以发生的氧化还原反应而进行。一个电解池则可将一个难以发生的氧化还原反应而进行。C、2Cl +2H O Cl +H +2OH-222-E、Cu+2H O Cu(OH) +H 222A、Ag Cl AgCl+-K、PbO2 +Pb+2H 2 SO 4 2PbSO4 +2H2 O I、CO 2 +2OH CO3 +H2O2B、ZnCu Cu+Zn 2+2+D、2Fe +Fe 3Fe3+2+F、2H +O 2H O222G、2Fe+O +3H O 2Fe(OH) 223-H、Cl 2 +2Fe 2Cl +2Fe2+3+B D F G H K现在学习的是第26页，共26页