化学能转化为电能电池讲稿.ppt
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1、 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)关于化学能转化为电能电池第一页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)第二页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)1780年11月的一天,意大利生物学家伽伐尼教授正在厨房里做菜,今天他准备做的菜是烩蛙腿这是一道传统的波洛尼亚名菜。伽伐
2、尼教授是位解剖专家,当用铜钩将剥光了皮的青蛙勾住挂在铁制架子上时,他发现蛙腿抽搐了几下,这使他大为惊奇,难道青蛙又复活了?1791年伽伐尼发表了一篇关于蛙腿抽搐的论文,错误地指出:使蛙腿抽搐的电流来自青蛙本身,并称之为“动物电”。第三页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)著名科学家伏特教授通过多次的反复对比实验发现,在铜制解剖盘里做实验,蛙腿出现抽搐现象,在木板上实验时蛙腿不再出现抽搐现象了,终于找到了一个重要的事实:只有用活泼性不同的两种金属同时接触蛙腿时才会产生抽搐现象,由
3、此伏特得出一个重要的结论,并据此设计出了世界上第一个将化学能转化为电能的装置伏打电池(伏打曾叫它伽伐尼电池)。问题:伏特得出的一个重要的结论是什么?提示:蛙腿的抽搐是两种不同的金属与蛙腿组织液(电解质溶液)之间相互作用产生的电流刺激造成的。第四页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)第五页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)一、原电池的工作原理1原电池是将_能转化
4、为_能的装置。2原电池的工作原理(以铜锌原电池为例进行研究):Zn为_极,Cu为_极;负极上发生_反应,电极反应式为_,正极上发生_反应,电极反应式为_;电子流出的极是_极,电子流入的极是_极;电流方向_。电解质溶液中离子定向移动方向:阳离子_,阴离子_。该原电池工作一段时间后,两电极的质量将会_。化学电负正氧化Zn Zn22e还原Cu22e Cu负正从正极流向负极正极负极负极质量减小,正极质量增加第六页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)3组成原电池的条件(1)_不同的两块电
5、极材料(金属和金属或金属和非金属);(2)电极均与_接触;(3)两极用导线相连或组成闭合电路;(4)能自发地发生_反应。所以在铜锌原电池中,铜片的作用:一是形成电势差,二是导电。不仅铜,任何比锌活泼性差的金属,都能起到铜的两个作用,在电解质溶液中也都能与锌形成原电池,还可以用导电的碳棒(石墨)来替代铜片,作为原电池的正极。活动性电解质溶液氧化还原第七页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)二、化学电源1根据原电池的反应原理,人们设计和生产了多种化学电源,包括_、可充电电池和燃料电
6、池等。可充电电池也称为_。可充电电池放电时是一个_,充电时是一个_。锂电池是一种_电池。2目前常见的一次锌锰干电池分为_和_两种。碱性锌锰池比普通锌锰干电池性能优越,它单位质量所输出的电能多,能提供较大电流并_。碱性锌锰电池的负极是_,正极是_,电解质是_。其电极反应为:负极:_,正极:_,总反应式为:_。一次电池二次原电池电解池高能酸性碱性连续放电ZnMnO2KOHZn2OH ZnOH2O2eMnO22H2O2e Mn(OH)22OHZnMnO2H2O Mn(OH)2ZnO第八页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反
7、应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)3铅蓄电池是常见的_。它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有_,负极板上覆盖有_,电解质是_。放电时电极反应:负极:_,正极:_,放电时总反应式:_。铅蓄电池充电时电极反应:阴极:_,阳极:_,充电时总反应式:_。可见充电过程和放电过程是可逆的,可用一个反应式表示为_。随着放电反应的进行,硫酸的浓度不断下降,密度不断减小,人们常常根据_的大小来判断铅蓄电池是否需要充电。二次电池PbO2PbH2SO4PbSOPbSO42ePbO24HSO2e PbSO42H2OPbPbO22H2SO4=2PbSO42H2OPbSO42ePbSO(还原反应)PbSO4
8、2H2O PbO24HSO2e(氧化反应)硫酸溶液的密度PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O第九页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)4氢氧燃料电池正极通入_,负极通入_。其电极反应为负极:_,正极:_,总反应:_。燃料电池的能量转换效率远高于普通燃料的燃烧的能量转换效率。氧气氢气2H24OH 4H2O4eO22H2O4e 4OH2H2O2 2H2O第十页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反
9、应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)三、金属的腐蚀1金属腐蚀是指金属表面跟周围接触到的气体或液体发生化学反应或因_反应而遭到破坏。金属的腐蚀可分为_与_两种。化学腐蚀是指金属与其他物质直接触发生_而引起的腐蚀。在现实生活中主要的金属腐蚀是_。电化学(或原电池)化学腐蚀电化学腐蚀氧化还原反应电化学腐蚀第十一页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)2电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生_,使较活泼的金属_而引起的腐蚀。钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。3钢铁表面的电解质
10、溶液不同,发生的电化学腐蚀也不同,分为_和_。(1)钢铁的析氢腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时,将发生析氢腐蚀。发生的电极反应为:负极:_;正极:_。2原电池反应失去电子被氧化3析氢腐蚀吸氧腐蚀(1)Fe Fe22e2H2e H2第十二页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)(2)钢铁的吸氧腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液_或呈_并溶有_时,将会发生吸氧腐蚀。负极反应为:_;正极反应为:_。总反应的方程式为:_。生成的Fe(OH)2在空气中发生变化的化学方程式是:_。酸性很弱中
11、性一定量的氧气Fe Fe22eO22H2O4e 4OH2FeO22H2O 2Fe(OH)24Fe(OH)22H2OO2 4Fe(OH)3第十三页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)四、金属的防护1防止金属锈蚀最常用的方法是_,通过种种措施使金属与外界隔开,以达到防止金属锈蚀的目的。常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;也可以在表面镀上一层耐腐蚀的金属(锌、锡、铬、镍)或合金,但是当金属镀层部分损坏时,镀层金属与被保护金属会形成_,如:表层镀锌的镀锌铁破损后,_为正极,不腐
12、蚀;_为负极,被腐蚀,可以不断补充锌,保护铁,延长钢铁的使用期。而表层镀锡的镀锡铁表层磨损后,_为正极,_为负极,却加快了钢铁的腐蚀。在金属的表面覆盖保护层原电池铁锌锡铁第十四页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)2电化学防腐蚀(1)牺牲阳极保护法这种方法通常是在被保护的钢铁设备(如锅炉内壁、船体外壳等)上装上若干_,作原电池的_,不断遭受腐蚀,定期拆换,而作为_的钢铁被保护了下来。(2)阴极电保护法这种方法是将被保护的钢铁设备(如钢闸门)与外加直流电源的_极相连作为_极,而将
13、直流电源的正极接到一些废铁上,使废铁成为_极。(1)锌块负极正极(2)负阴阳第十五页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)注意:防腐效果由好到差的顺序为:外加电源的阴极电保护法防腐牺牲阳极保护法防腐有一般防护条件的防腐无防护条件的防腐。第十六页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)第十七页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心
14、!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)原电池及原电池工作原理原电池及原电池工作原理1原电池(1)概念:把化学能转化为电能的装置。(2)实质:利用自发进行的氧化还原反应把化学能转化为电能。(3)电池反应:原电池的两个电极反应组成电池的总反应,这个总反应叫做电池反应。(4)构成原电池的条件两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。电极材料均插入电解质溶液中。两极相连形成闭合回路。第十八页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)注意:(1)原
15、电池反应是建立在自发的氧化还原反应基础上的。(2)原电池中失电子的一极为负极,得电子的一极为正极。一般说来,负极的金属性比正极的金属性强。(3)原电池中,电极可能与电解质反应,也可能与电解质不反应。如下图:第十九页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)(4)形成闭合回路的方式有多种,可以是导线连接两个电极,也可以是两电极接触。如下图:第二十页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配
16、鲁科版鲁科版)2原电池工作原理的实验探究(1)实验设计如下,按照下列两图所示装置进行实验:铜锌原电池装置示意图()第二十一页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)请观察图、图两个金属片插入溶液后电流计指针位置的变化,金属电极表面的变化,分析是否有电流产生,测定溶液温度的变化。第二十二页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)下列各组电极材料和电解液,不能组成原电池的是
17、()A铜片、石墨棒、稀硫酸B铜片、石墨棒、硝酸银溶液C锌片、铜片、稀盐酸D铜片、银片、FeCl3溶液解析:自发的氧化还原反应是形成原电池的关键,铜片、石墨棒、稀硫酸三者没有氧化还原反应发生。选项B、C、D对应的氧化还原反应分别是:Cu2AgNO3 Cu(NO3)22Ag,Zn2HCl ZnCl2H2,Cu2FeCl3 CuCl22FeCl2,这些反应都是能够自发进行的。答案:A第二十三页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列
18、叙述正确的是()A正极附近的SO 离子浓度逐渐增大B电子通过导线由铜片流向锌片C正极有O2逸出D铜片上有H2逸出解析:本题符合铜锌原电池的形成条件,原电池工作时,电子由负极(锌)经外电路(导线)流向正极(铜)。负极锌片:Zn Zn22e;正极铜片:2H2e H2,总反应为:Zn2H Zn2H2,原电池中没有产生O2。没有参与反应的SO ,离子浓度不会逐渐增大。答案:D第二十四页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)判断原电池的正负极及电极反应式的书写判断原电池的正负极及电极反应式
19、的书写1判断原电池的正负极(1)由组成原电池的两极电极材料判断。一般是活动性较强的金属为负极,活动性较弱的金属或能导电的非金属为正极(注:一定要注意实际情况,如:MgAlNaOH,Al才是负极;AlCu浓硝酸,Cu才是负极)。第二十五页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。(3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极是负极
20、。(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应(负失氧),其正极总是得电子发生还原反应(正得还)。第二十六页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)(5)根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为负极,电极增重(有金属析出)或有气泡放出的一极为正极(此规则具有相当的局限性,可用于一些非常规的原电池的电极判定,如AlCu稀硫酸,但不适用于目前许多的新型燃料电池的电极的判定)。第二十七页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放
21、心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)学习中常犯的错误是原电池正负极的判断,不一定是较活泼的金属一定作负极,而要看是否发生氧化反应。如:铁、铜和浓硝酸组成的原电池,虽然铁的活泼性比较强,但不能与浓硝酸反应,而铜可以,因此铜作负极,铁作正极。第二十八页,讲稿共六十一页哦 金品质金品质 高追求高追求 我们让你更放心!我们让你更放心!返回返回化学化学 选选修修(化学反应原理化学反应原理)(配配鲁科版鲁科版)2电极反应式的书写(1)如果题目给定的是图示装置,先分析正、负极,再根据正、负极反应规律去写电极反应式。(2)如果题目给定的是总反应式,可分
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