第二节化学能与电能--2化学能与电能.ppt

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1、CuZn 稀稀硫酸硫酸-Zn2+H+H+电流计电流计A【复习回顾复习回顾】现象：现象：Zn片不断溶解；片不断溶解；Cu片上有片上有气泡气泡产生，产生，Zn片？片？，（，（Zn片没有！片没有！）CuZn-溶液中阴阳离子的定向移动溶液中阴阳离子的定向移动Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+-Zn2+H+SO42-负极负极正极正极静电作用静电作用CuZn-Zn2+H+H+Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 氧化反应氧化反应还原反应还原反应负极负极正极正极电子沿导线传递，产生电流电子沿导线传递，产生电流阳离子阳离子失去电子失去电子得到电子得到电子阴离子阴离子正极正极负极负极SO42-原电池

2、工作原理小结原电池工作原理小结 练习练习2 2 已知空气已知空气-锌电池的电极反应为：锌电池的电极反应为：锌粒：锌粒：Zn+2OH2e=ZnO+H2O石墨：石墨：O2+H2+2e=2OH，锌片是，锌片是（）A正极，并被还原正极，并被还原 B正极，并被氧化正极，并被氧化C负极，并被还原负极，并被还原 D负极，并被氧化负极，并被氧化 练习练习1 1 下列烧杯中盛有稀硫酸，能够形成原电下列烧杯中盛有稀硫酸，能够形成原电池并且铁为正极的是池并且铁为正极的是（）DCZn 2e-=Zn 2+Zn 2e-=Zn 2+2H+2e-=H2 Cu2+2e-=Cu 总总反应反应 :Zn+2H+=Zn 2+H2 总反

3、应总反应:Zn+Cu2+=Zn 2+Cu 或或 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2或或 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu负极负极（锌片）：（锌片）：正极正极（石墨）：（石墨）：负极负极（锌片）：（锌片）：正极正极（铜片）：（铜片）：或或或或一、如何书写电极反应方程式一、如何书写电极反应方程式1、负极：负极：较活泼金属较活泼金属（a）电极反应：电极反应：a-ne-=an+(氧化反应氧化反应)电极反应方程式的书写方法电极反应方程式的书写方法2、正极：正极：较不活泼金属或非金属较不活泼金属或非金属（b）电极反应：电极反应：Cm+me-=C(还原反应还原反应)注意：正负极得失电子数要相等。注意：正负

4、极得失电子数要相等。3、总反应：、总反应：总反应（离子方程式）总反应（离子方程式）=负极反应负极反应+正极反应正极反应练习练习3：书写电书写电极反应方程式极反应方程式2Al 6e-=2Al 3+Cu 2e-=Cu2+6H+6e-=3H2 2Fe3+2e-=2Fe2+总总反应反应 :2Al+6H+=2Al3+3H2 总反应总反应:Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+或或 2Al+3H2SO4=2Al2(SO4)3+3H2或或 Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2负极负极：正极正极：负极负极：正极正极：或或或或2Ag+2e-=2Ag 总总反应反应 :Fe+2Ag+=Fe2+2Ag 负极负极

5、：正极正极：或或Fe 2e-=Fe2+或或 Fe+2AgNO3=2Fe(NO3)2+2Ag1）化学电池有三大类型：）化学电池有三大类型：、.一次性电池一次性电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 2）特点：）特点：一次电池：不可充电，一次电池：不可充电，如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）如干电池（又称为锌锰电池，是最早使用的化学电池）二次电池：可循环利用，二次电池：可循环利用，放电过程是将放电过程是将 能转化为能转化为 能；能；充电过程是将充电过程是将 能转化为能转化为 能。能。燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，燃料电池：可不断充入氧化剂、还原剂连续使用，最理想的燃料

6、是最理想的燃料是 。（1）产物为水，无污染）产物为水，无污染（2）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多）与其它能源比，反应相同质量，放出能量多（3）来源广）来源广化学化学 电电 电电 化学化学H2 二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源：Zn-2e-=Zn 2+：2NH4+2e-=2NH3+H2：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+H2 负极负极（锌筒）（锌筒）正极正极（石墨）（石墨）总反应总反应 讨论讨论 干电池用久干电池用久后会有什么现象？试后会有什么现象？试解释出现这种现象的解释出现这种现象的原因。原因。应用应用 广泛用于卡式录广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、音机、闪光灯、电

7、动玩具、袖珍电视机等。袖珍电视机等。1.干电池（锌锰电池）干电池（锌锰电池）使用最早的化学电池，使用最早的化学电池，属于属于一次性电池一次性电池。铅铅蓄蓄电电池池2.2.充电电池充电电池（又称又称二次电池二次电池，能够，能够重复使用重复使用）负极负极正极正极总反应：总反应：（PbPb）:PbPb+SO+SO4 42-2-2e-2e-=PbSO=PbSO4 4（PbOPbO2 2）:PbOPbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-+2e+2e-=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 4+2

8、H+2H2 2O O 电池工作一段时间后，电池工作一段时间后，电解质溶液电解质溶液PH值值 。升高升高或或 Pb+PbO2+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O优点：优点：可反复使用可反复使用 缺点：缺点：污染大污染大PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O 放电放电放电放电充电充电充电充电3 3、锂电池、锂电池 锂锂是是密度最小的金属，用锂作为电密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。负极相比较，使用寿命大大延长。4 4、新型燃料电池、新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部燃料电池不是

9、把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池。入，同时将电极反应产物不断排出电池。氢氧燃料电池工作原理氢氧燃料电池工作原理b.电解质溶液电解质溶液:盐酸盐酸酸性酸性 负极负极:正极正极:总反应：总反应：a.电解质溶液电解质溶液:KOH溶液溶液碱性碱性 负极负极:正极正极:总反应：总反应：氢氧氢氧燃料电池燃料电池 2H2+4OH4e-4H2OO22H2O 4e-4OH2H2O22H2O2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O2H2O22H2O反反应应原原理理电极电极:Pt制作的惰性电极制作的惰

10、性电极燃料电池燃料电池负极负极 正极正极燃燃料料氧氧化化剂剂O2练习练习6燃料燃料电电池是目前池是目前电电池研究的池研究的热热点之一。点之一。现现有某有某课课外小外小组组自制的自制的氢氢氧燃料氧燃料电电池，如池，如图图所示，所示，a、b均均为为惰惰性性电电极。下列叙述不正确的是极。下列叙述不正确的是()Aa极是极是负负极，极，该电该电极上极上发发生氧化反生氧化反应应Bb极反极反应应是是O24OH4e=2H2OC总总反反应应方程式方程式为为2H2O2=2H2OD氢氢氧燃料氧燃料电电池是具有池是具有应应用前景的用前景的绿绿色色电电源。源。练习练习5锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、锂电池是一代

11、新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2,下列下列说法正确的是说法正确的是()A、Li是正极，电极反应为是正极，电极反应为Li e-=Li+B、Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li e-=Li+C、MnO2是负极，电极反应为是负极，电极反应为MnO2+e-=MnO2 2-D、Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li 2e-=Li2+BBUltraCellXX25燃料电池笔记本电脑可连续工作三个工作日。西门子发电(PG)集团燃料电池

12、发电机组东芝甲醇燃燃料料电电池池笔记本采用燃料电池笔记本采用燃料电池燃料电池燃料电池机器人铃木ionis燃料电池燃料电池概念车三、原电池原理的应用三、原电池原理的应用加快反应速率：加快反应速率：形成原电池形成原电池，反应速率加快反应速率加快 例如，实验室制例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。以加快反应速率。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。钢铁中含有碳，可与钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀。池反应而使钢铁遭到腐蚀。判断

13、金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱 练习练习4 4 某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池，锌为负极，此金属是金属与锌组成原电池，锌为负极，此金属是A A镁镁 B B铁铁 C C铝铝 D D铜铜B 请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+CuFe+Cu2+2+=Cu+Fe=Cu+Fe2+2+设计成一个原电池。设计成一个原电池。设计原电池步骤：设计原电池步骤：1 1、拆分出、拆分出2 2个电极反应个电极反应 2 2、选择、选择电极材料电极材料和和 电解质溶液电解质溶液。Fe 2e-=Fe 2+Cu2+2e

14、-=Cu 制作化学电源制作化学电源1、电解液：、电解液：。2、电极材料：、电极材料：正极正极 ，负极，负极 。3、电极反应式、电极反应式：负极负极:.正极正极:.和和CuSO4 溶液溶液铜片铜片铁片铁片3、Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2练习练习5：请将下列反应设计成原电池：请将下列反应设计成原电池：1、Sn+H2SO4=SnSO4+H22、Zn+2AgNO3=2Zn(NO3)2+2Ag123 练习练习6 6 下列实验室制取少量气体的方法最好的是下列实验室制取少量气体的方法最好的是（）A A、加热高锰酸钾溶液制取氧气、加热高锰酸钾溶液制取氧气B B、用碳酸钙和稀硫酸制取二氧化碳、用

15、碳酸钙和稀硫酸制取二氧化碳C C、用纯锌和稀硫酸制取氢气、用纯锌和稀硫酸制取氢气DD、用粗锌和稀硫酸制取氢气、用粗锌和稀硫酸制取氢气D 练习练习7 7 钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是时，铁不易被腐蚀的是（）A A、SnSn B B、Zn CZn C、Cu DCu D、AgAgB 练习练习8 8 某原电池总反应离子方程式为某原电池总反应离子方程式为2Fe3+Fe3Fe2不不能实现该反应的原电池是能实现该反应的原电池是()A.Cu片，片，Fe片，电解质为片，电解质为FeCl3 溶液溶液 B.石墨，石墨，Fe片，电解质为片，电解质

16、为Fe(NO3)3 溶液溶液C.Zn片，片，Fe片，电解质为片，电解质为Fe2(SO4)3溶液溶液 D.Ag片，片，Fe片，电解质为片，电解质为FeCl3 溶液溶液C【讨论讨论】是否越活泼金属一定作负极，活泼性较是否越活泼金属一定作负极，活泼性较弱金属一定作正极？弱金属一定作正极？不一定不一定【例例】将将AlAl片和片和CuCu片用导线连接片用导线连接,插入浓硝酸中插入浓硝酸中将将AlAl片和片和CuCu片用导线连接片用导线连接,插入插入NaOHNaOH溶液中分别形成原电池溶液中分别形成原电池:（1 1）在这两组原电池中）在这两组原电池中,负极分别是负极分别是_ _、_（2 2）写出插入浓硝酸

17、中形成原电池的电极反应式）写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:金属的活泼是相对于电解质溶液来说的，先能与电金属的活泼是相对于电解质溶液来说的，先能与电解质溶液反应的做负极解质溶液反应的做负极负极：负极：Cu Cu-2e-2e-=CuCu2+2+正极：正极：4H4H+2NO+2NO3 3 +2e+2e-=2NO=2NO2 2+2H+2H2 2OO总：总：Cu+4HCu+4H+2NO+2NO3 3=2NO=2NO2 2+Cu+Cu2+2+2H+2H2 2OOCuCu片片AlAl片片1 1、如图装置，电流表如图装置，电流表G G发生偏转，同时发生偏转，同时A A极逐渐变极逐渐变粗，粗，B B极逐

18、渐变细，极逐渐变细，C C为电解质溶液，则为电解质溶液，则A A、B B、C C应应是下列各组中的哪一组是下列各组中的哪一组（）A.AA.A是锌，是锌，B B是铜，是铜，C C为稀为稀硫酸硫酸 B.AB.A是铜，是铜，B B是锌，是锌，C C为稀硫酸为稀硫酸 C.AC.A是铁，是铁，B B是银，是银，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 D.AD.A是是AgAg，B B是铁，是铁，C C为为AgNOAgNO3 3溶液溶液 A A C CA AB BD2、对于锌对于锌-铜铜-稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是电子通

19、过时，理论上的两极变化是（）锌片溶解了锌片溶解了32.5g 锌片增加了锌片增加了32.5g 铜片上析出铜片上析出1g氢气氢气 铜片上析出铜片上析出2 g 氢气氢气A、和和 B、和和 C、和和 D、和和 A3、镍镉（镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)22Ni(OH)2 Cd2NiO(OH)2H2O 由此可知，该电池放电时的负极材料是由此可知，该电池放电时的负极材料是()A.Cd(OH)2 B.Ni(OH)2 C.Cd D.NiO(OH)B4、以以Mg片和片和Al片为电极，并用导线连

20、接，同时插入片为电极，并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的是溶液中，下列说法正确的是（）A.Mg片作负极，电极反应：片作负极，电极反应：Mg2eMg2+B.电子从电子从Mg电极沿导线流向电极沿导线流向Al电极电极 C.Al片作负极，片作负极，电极反应：电极反应：Al4OH3eAlO22H2O D.Al片上有气泡产生片上有气泡产生C放电放电放电放电充电充电充电充电6、有一种纽扣微型电池，其电极分别是有一种纽扣微型电池，其电极分别是Ag2O和和Zn。电解池是电解池是KOH溶液，所以俗称银锌电池，该电池的电溶液，所以俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：极反应式为：Zn+2OH2e=Zn(OH)2；Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH下列说法正确的是下列说法正确的是（）锌为负极，锌为负极，Ag2O为正极为正极 放电时，正极附近放电时，正极附近pH值上升值上升放电时，负极附近溶液放电时，负极附近溶液pH值降低值降低溶液中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动溶液中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动A B C DC5、下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是（）ABa(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应B铝片与盐酸的反应铝片与盐酸的反应C甲烷与氧气的反应甲烷与氧气的反应 D石灰石的分解反应石灰石的分解反应BC