化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化

關(guān)于化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日[熱身一下

]判斷下列裝置屬于原電池的是

，屬于電解池的是

，屬于電鍍池的是

。（1）（2）（3）（4）（8）（7）（6）（5）(1)(4)(3)(5)(8)(5)第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日原電池電解池定義裝置舉例

形成條件將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置①活動(dòng)性不同的兩電極連接②電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)③形成閉合電路④能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)①兩電極接電源②電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)③外接直流電源成閉合回路[知識(shí)一]原電池、電解池構(gòu)成條件第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日電極名稱負(fù)極：正極：陽(yáng)極：與電源極相連的極陰極：與電源極相連的極電極反應(yīng)負(fù)極：正極：陽(yáng)極：

陰極：

電子流向離子遷移陰離子向

極移動(dòng)陽(yáng)離子向

極移動(dòng)

陰離子向

極移動(dòng)陽(yáng)離子向

極移動(dòng)

[知識(shí)二]、原電池、電解池原理比較由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極由電源負(fù)極流入陰極，再由陽(yáng)極流回電源正極較活潑的金屬（電子流出的一極）較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬（電子流入的一極）正負(fù)金屬失電子,氧化反應(yīng)溶液中陰離子或電極金屬失電子，氧化反應(yīng)Zn→Zn2++2e-2Cl－

→Cl2↑+2e－溶液中陽(yáng)離子得電子或氧氣得電子(吸氧腐蝕)，還原反應(yīng)2H++2e－→H2↑溶液中陽(yáng)離子得電子，還原反應(yīng)2H++2e－→H2↑負(fù)正陽(yáng)陰第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律：若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定；若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子相同則為電鍍池，其余情況為電解池。第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日[問(wèn)題研究]如圖所示是什么裝置？?jī)蓸O發(fā)生什么現(xiàn)象？應(yīng)該如何解釋？若取出鹽橋，又有什么現(xiàn)象？為什么？第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日4、正負(fù)極的判斷方法：（2）根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)的方向判斷（3）根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)判斷活潑性強(qiáng)的金屬作負(fù)極活潑性較弱的金屬或非金屬作正極電子流出的一極為負(fù)極,電子流進(jìn)的一極為正極電流是由正極流向負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極（4）根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象判斷

質(zhì)量減輕的一極為負(fù)極,質(zhì)量增加或有氣泡冒出的一極為正極（5）根據(jù)離子的定向移動(dòng)方向判斷

陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極知識(shí)掃描（1）根據(jù)兩極材料判斷第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日稀硫酸CFeACuZn硫酸銅溶液食鹽水FeCA負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：Cu2++2e-=Cu總：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：2H++2e-=H2↑總：Fe+2H+=Fe2++H2↑負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+正極：2H2O

+O2+4e-

=4OH-總：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓

知識(shí)掃描5、電極反應(yīng)式的書寫第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日[知識(shí)三]原電池的應(yīng)用1、燃料電池第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

負(fù)極正極負(fù)極

正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

知識(shí)掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（固體燃料電池）第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日例:

據(jù)報(bào)道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電.試寫出該電池放電時(shí)的電極反應(yīng)和總反應(yīng)式.試寫乙醇作燃料，KOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)．5、電極反應(yīng)式的書寫（燃料電池）知識(shí)掃描

燃燒反應(yīng)式2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O電池總反應(yīng)2CH3OH＋3O2＋４OH－＝2CO32－＋6H2O負(fù)極:2CH3OH－12e－＋

16OH

－＝2CO32－＋12H2O正極:3O2＋6H2O＋12e－＝12OH－第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1.(2006重慶理綜)鉛蓄電池是典型的可充型電池，正負(fù)極板是惰性材料，電池總反應(yīng)式：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4＋2H2O請(qǐng)回答下列問(wèn)題：放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是

電解液中H2SO4的濃度將變

；當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加

g。

放電充電PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O；

（負(fù)極：Pb-2e－+SO42-=PbSO4）變小48知識(shí)掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（蓄電池）第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日原電池電極反應(yīng)的書寫技巧1、僅有一個(gè)電極材料參與反應(yīng)的原電池：

負(fù)極：M-xe=Mx+正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬2、電極材料本身均不參與反應(yīng)的電池（燃料電池）①兩電極材料均為惰性電極．②可燃性氣體在負(fù)極失電子,助燃性氣體在正極得電子．③電極反應(yīng)考慮電解質(zhì)溶液．3、兩個(gè)電極均參與反應(yīng)的原電池（如蓄電池)①電極材料：金屬為負(fù)極，金屬化合物為正極②電子得失均由兩電極本身發(fā)生．③電極反應(yīng)需考慮電解質(zhì)溶液的參與．

．方法點(diǎn)撥注意原子守恒、得失電子守恒和電荷守恒的運(yùn)用第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日[知識(shí)三]原電池的應(yīng)用【規(guī)律總結(jié)】

①原電池的電極為惰性電極時(shí)，應(yīng)考慮通入的氣體或空氣中的氧氣發(fā)生的反應(yīng)（吸氧腐蝕的正極反應(yīng)）。②判斷電極反應(yīng)、書寫電極反應(yīng)式時(shí)，不能忽視電解質(zhì)中某些可參加反應(yīng)的微粒。第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日原電池應(yīng)用——化學(xué)電源負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+

正極（石墨）：2NH4+

+2e-+2MnO2=2NH3+H2O+Mn2O3

總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+H2O+Mn2O3

1、鋅-錳干電池(酸性）常用電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式書寫第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2、鉛蓄電池負(fù)極Pb：Pb+SO42--2e-=PbSO4正極PbO2：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電充電第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO，3、銀-鋅電池負(fù)極：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

正極：Ag2O+H2O

+2e-=2Ag+2OH-總反應(yīng)：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日6、鋰電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S負(fù)極：

；正極：

。用途：質(zhì)輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日[知識(shí)三]原電池的應(yīng)用炒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈（殘液中含有NaCl），第二天便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。試回答：（1）鐵鍋的銹蝕應(yīng)屬于

，腐蝕的原因

。（2）鐵鍋銹蝕的電極反應(yīng)式為：負(fù)極

；正極

；正、負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式或化學(xué)方程式為

。電化學(xué)腐蝕鐵鍋為鐵合金，鐵和含有的少量碳及NaCl殘液構(gòu)成了原電池2Fe－4e－→2Fe2+2H2O+O2+4e－→4OH－

Fe2++2OH－=Fe(OH)2↓；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；Fe(OH)3→Fe2O3?nH2O2、金屬腐蝕第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日[知識(shí)三]原電池的應(yīng)用2、金屬腐蝕鋼鐵電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕正極：2H++2e－→H2↑負(fù)極：Fe→Fe2++2e－負(fù)極：2Fe→2Fe2++4e－正極：O2+2H2O+4e－→4OH－金屬腐蝕快到慢順序：電解槽的陽(yáng)極＞原電池負(fù)極＞直接置于空氣＞原電池正極＞電解槽的陰極金屬防護(hù)a、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。b、在金屬表面覆蓋一層保護(hù)膜。c、電化學(xué)保護(hù)法：外加電流的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日1、（1）若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：,正極：；

若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：。（2）如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：中性或堿性

吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑例題解析第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日[練一練]可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－→4OH－B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e－→Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變D．電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極A第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日[練一練]鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極格板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：

Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O回答下列問(wèn)題（不考慮氫、氧的氧化還原）（1）放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是_______

______;電解液中H2SO4的濃度將變________;當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加_______g。（2）在完全放電耗盡PbO2