第二課時(shí)_發(fā)展中的化學(xué)電源簡(jiǎn)單版,適合初學(xué)者

1、 能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)兩種活潑性不同的金屬兩種活潑性不同的金屬金屬和非金屬導(dǎo)體金屬和非金屬導(dǎo)體(石墨石墨)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì) 閉合回路閉合回路: :電極用導(dǎo)線相連或直接接觸電極用導(dǎo)線相連或直接接觸兩個(gè)電極兩個(gè)電極（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）Zn片：片： Zn 2e- = Zn2+Cu片：片：2H+2e- = H2 （銅片在這里起（銅片在這里起傳導(dǎo)電子傳導(dǎo)電子的作用）的作用）電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式：Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2電極反應(yīng)總式：電極反應(yīng)總式： 2 2.Zn.ZnC

2、uCuH H2 2SOSO4 4原電池的工作原理：原電池的工作原理：電荷流向電流流向：電荷流向電流流向： 外電路：電子由負(fù)極流向正極，外電路：電子由負(fù)極流向正極， 電流由正極流向負(fù)極電流由正極流向負(fù)極 內(nèi)電路：陰離子移向負(fù)極，內(nèi)電路：陰離子移向負(fù)極， 陽離陽離 子移向正極，子移向正極， 電流由負(fù)極流向電流由負(fù)極流向 正極正極原電池正、負(fù)極的判斷方法原電池正、負(fù)極的判斷方法特別提醒：特別提醒：在判斷原電池正、負(fù)極時(shí)，不要只根據(jù)金屬在判斷原電池正、負(fù)極時(shí)，不要只根據(jù)金屬活潑性的相對(duì)強(qiáng)弱，有時(shí)還和電解質(zhì)溶液活潑性的相對(duì)強(qiáng)弱，有時(shí)還和電解質(zhì)溶液有關(guān)，如有關(guān)，如Mg與與Al和和NaOH溶液構(gòu)成的原電溶液

3、構(gòu)成的原電池中，由于池中，由于Mg不與不與NaOH溶液反應(yīng)，雖金溶液反應(yīng)，雖金屬性屬性MgAl，但在該條件下卻是，但在該條件下卻是Al作負(fù)極。作負(fù)極。因此要根據(jù)具體情況來判斷正、負(fù)極。因此要根據(jù)具體情況來判斷正、負(fù)極。 請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出電子的流動(dòng)方向和電流方向, 并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式并判斷正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式. H2SO4 (aq) CuSO4 (aq) ZnCu負(fù)極負(fù)極( ): .正極正極( ): .總反應(yīng)式總反應(yīng)式: .負(fù)極負(fù)極( ): .正極正極( ): .總反應(yīng)式總反應(yīng)式: . AgFeZn Zn2e - = Zn2+ Cu

4、 Cu2+ +2e - = Cu Zn+Cu2+ = Zn2 + CuFe Fe2e - = Fe 2+ Ag 2H+2e - = H2 Fe+2H+ = Fe 2+ +H2 Ie-e-I加快反應(yīng)速率(1)原理：在原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在原理：在原電池中，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行，溶液中的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)相互間的干擾小，兩極進(jìn)行，溶液中的粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)相互間的干擾小，使化學(xué)反應(yīng)加快。使化學(xué)反應(yīng)加快。(2)應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室中用應(yīng)用：實(shí)驗(yàn)室中用Zn和稀和稀H2SO4制取制取H2時(shí)，通常時(shí)，通常滴入幾滴滴入幾滴CuSO4溶液。原因是溶液。原因是Zn與置換出的與置換出的Cu構(gòu)構(gòu)成原電池，加快了反應(yīng)

5、的進(jìn)行。成原電池，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。二、發(fā)展中的化學(xué)電源二、發(fā)展中的化學(xué)電源 發(fā)展中的化學(xué)電源化學(xué)電池化學(xué)電池一次性電池：如干電池一次性電池：如干電池二次電池（可充電電池）：鉛蓄二次電池（可充電電池）：鉛蓄電池等電池等燃料電池：氫氧燃料電池燃料電池：氫氧燃料電池1.干電池 干電池干電池鋅錳電池鋅錳電池負(fù)極負(fù)極 Zn 2e- =Zn2+ 正極：碳棒正極：碳棒電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液：NH4Cl、淀粉糊、淀粉糊堿性堿性干電池：將普通干電池中干電池：將普通干電池中的的NH4Cl換成換成KOH 總反應(yīng)Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3負(fù)極負(fù)極 Zn 2e- =Zn2+ 正極：正極：2M

6、nO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-4.日常所用干電池其電極分別為碳棒和鋅皮，以糊狀日常所用干電池其電極分別為碳棒和鋅皮，以糊狀NH4Cl和和ZnCl2作電解質(zhì)作電解質(zhì)(其中加入其中加入MnO2氧化吸收氧化吸收H2)，電極反應(yīng)可簡(jiǎn)化為：電極反應(yīng)可簡(jiǎn)化為：Zn2-Zn2+；2NH4+2e-2 NH3H2 (NH3再用于結(jié)合再用于結(jié)合Zn2+。)根據(jù)上述敘述判斷下列說法中正確的是根據(jù)上述敘述判斷下列說法中正確的是( )A、Zn為正極，碳為負(fù)極 B、Zn為負(fù)極，碳為正極C、工作時(shí)電子由碳極經(jīng)外電路流向Zn極 D、電池工作時(shí)正極發(fā)生氧化反應(yīng) B2.充電電池(1)鉛蓄電池鉛蓄電池鉛蓄電池的反應(yīng)原

7、理鉛蓄電池的反應(yīng)原理負(fù)極：負(fù)極： Pb - 2e- +SO42- = PbSO4正極：正極：PbO2+4H+ SO42- +2e-= PbSO4+2H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：PbO2 PbH2SO4= 2PbSO4+2H2OPbO2 PbH2SO4 2PbSO4+2H2O放電放電充電充電鎳鎘充電電池鎳鎘充電電池密封、體積小、壽命長(zhǎng)。密封、體積小、壽命長(zhǎng)。鎘（鎘（Cd）作負(fù)極，作負(fù)極，NiO（OH）作正極。）作正極。以以KOH作電解質(zhì)作電解質(zhì)。但鎘有毒。但鎘有毒。鋰離子充電電池鋰離子充電電池8.鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重

8、視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i + MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是下列說法正確的是（ ） A、 Li是正極，電極反應(yīng)為是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i e- = Li+ B、 Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i e- = Li+ C、 Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnO2 + e- = MnO2 D、 Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i 2e- = Li2+ 優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕、容量大、放電時(shí)間長(zhǎng)。優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕、容量大、放電時(shí)間長(zhǎng)。鋰電池是一種高能電池，鋰作為負(fù)極，鋰電池是一種高能電池

9、，鋰作為負(fù)極，技術(shù)含量高，有質(zhì)量輕、體積小、電壓技術(shù)含量高，有質(zhì)量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。常用高、工作效率高和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。常用于電腦筆記本、手機(jī)、照相機(jī)、心臟起于電腦筆記本、手機(jī)、照相機(jī)、心臟起博器、火箭、導(dǎo)彈等的動(dòng)力電源。博器、火箭、導(dǎo)彈等的動(dòng)力電源。 3、銀鋅電池廣泛用作電子儀器的電源，它、銀鋅電池廣泛用作電子儀器的電源，它的充電和放電過程可以表示為：的充電和放電過程可以表示為： 在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（是（ ） A、Ag B、Zn（OH）2 C、Ag2O D、Zn2Ag+Zn（OH）2 Ag2O +Zn+H2O充

10、電充電放電放電D3. 燃料電池 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池不斷排出電池 氫氧燃料電池反應(yīng)氫氧燃料電池反應(yīng):負(fù)極（負(fù)極（Pt）：）：2H2 4e- +4OH 4H2O正極（正極（Pt）: O2 +4e- +2H2O 4OH(1)KOH作導(dǎo)電液作導(dǎo)電液(2)H2SO4作導(dǎo)電液作導(dǎo)電液負(fù)極（負(fù)極（Pt）：）：2H2 4e- 4H+正極（正極（Pt）: O2 + 4e- + 4H+ 2H2O總反應(yīng)總反應(yīng): 2H2+ O2

11、2H2O使用燃料電池的汽車使用燃料電池的汽車使用燃料電池的汽車 （）（）a a極是（）極，電極反應(yīng)式是極是（）極，電極反應(yīng)式是（）（）（）（）b b極是（）極，電極反應(yīng)式是（極是（）極，電極反應(yīng)式是（ ）美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。兩是一種新型的化學(xué)電源，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。兩個(gè)電極均由多孔碳個(gè)電極均由多孔碳制成，通入的氣體在制成，通入的氣體在 空隙中逸出空隙中逸出, , 并在電并在電 極表面放電。極表面放電。負(fù)負(fù)2 2- -e e- - + 4OH+ 4OH- - = 4H= 4H2 2O O正正 O O2

12、 2 + + 2H2H2 2O O + +e e- - = 4OH = 4OH- -回答：回答： ( (燃料電池燃料電池) )宇宙飛船上的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)宇宙飛船上的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為：為：2H2H2 2O O2 22H2H2 2O O，試寫出電解質(zhì)溶液為鹽酸時(shí)的電，試寫出電解質(zhì)溶液為鹽酸時(shí)的電極反應(yīng)式，并指出各電極和電解質(zhì)溶液的極反應(yīng)式，并指出各電極和電解質(zhì)溶液的PHPH值的變化，值的變化，若電解質(zhì)溶液為若電解質(zhì)溶液為KOHKOH時(shí)又如何？時(shí)又如何？1 1、電解質(zhì)為鹽酸時(shí)：、電解質(zhì)為鹽酸時(shí)： 負(fù)極：負(fù)極：2H2H2 24e4e- - 4H4H PHPH值變小值變小 正極：正極：O O2 24H4H4e4e- -2H2H2 2O PHO PH值變大值變大 溶液被稀釋，溶液被稀釋，PHPH值變大值變大2 2、電解質(zhì)為、電解質(zhì)為KOHKOH時(shí)：時(shí)： 負(fù)極：負(fù)極：2H2H2 24e4e- -4OH4OH4H4H2 2O PHO PH值變小值變小 正極：正極：O O2 22H2H2 2O O4e4e- -4OH4OH PHPH值變大值變大 溶液被稀釋，溶液被稀釋，PHPH值變小