化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能12345678伏特和伏打電池9伏打電池的創(chuàng)造源于一個(gè)有趣的生物實(shí)驗(yàn)：在死去的青蛙腿上同時(shí)插入用導(dǎo)線連接著兩種不同材料的電極，青蛙腿就像觸電似的痙攣起來。你知道其中的奧秘嗎？開題你聽說過伏打電池嗎？10【實(shí)驗(yàn)一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？CuZn稀硫酸鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無現(xiàn)象原理:Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-11【實(shí)驗(yàn)二】鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片上有氣泡產(chǎn)生CuZn稀硫酸12問題探究CuZn稀硫酸1.銅片上產(chǎn)生什么氣體?有人說H2是由銅和稀硫酸 在這種特定的條件下反響產(chǎn)生出來的。這種想法正確嗎？2.銅片上的電子從何來?13Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑3.如何檢驗(yàn)電子的流動(dòng)?問題探究CuZn稀硫酸Zn2+H+H+電流計(jì)AH2--電流方向電子方向14 根據(jù)能量守恒原理，這種產(chǎn)生出來的電能是從什么能量轉(zhuǎn)變來的呢？一、原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置電子的轉(zhuǎn)移氧化復(fù)原反響電流151、原電池的正負(fù)極判斷負(fù)極：電子流出的一極，正極：電子流入的一極，CuZn稀硫酸Zn2+H+H+電流計(jì)AH2--活潑金屬不活潑金屬〔或石墨〕電流方向電子方向162、電極反響 2H++2e－=H2↑負(fù)極：Zn－2e－=Zn2+正極：氧化反響復(fù)原反響氧化復(fù)原反響總反響：Zn+2H+=Zn2++H2↑(離子方程式)失去電子得到電子Zn+H2SO4

=ZnSO4

+H2↑(化學(xué)方程式)17氧化反響Zn-2e=Zn2+銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失e,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生復(fù)原反響2H++2e=H2↑陰離子陽離子總反響：負(fù)極正極

2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式〕〔化學(xué)方程式〕電極反響正極：負(fù)極：〔氧化反響〕〔復(fù)原反響〕小結(jié)：18二、形成簡單原電池的條件1、兩種活潑性不同的金屬〔或一種金屬與石墨〕作電極2、用導(dǎo)線相連〔或直接接觸〕，插入電解質(zhì)溶液里，形成閉合回路3、至少一種金屬能與電解質(zhì)溶液自動(dòng)發(fā)生氧化復(fù)原反響19【實(shí)驗(yàn)探究】：將鋁片、石墨插入稀硫酸溶液中，是否可以形成原電池？石墨Al稀硫酸20石墨Al稀硫酸〔1〕說明反響的現(xiàn)象；〔2〕判斷正負(fù)極；〔3〕寫出電極反響式；〔4〕寫出總反響的離子方程式和化學(xué)方程式。穩(wěn)固練習(xí)121MgFe稀硫酸〔1〕說明反響的現(xiàn)象；〔2〕判斷正負(fù)極；〔3〕寫出電極反響式；〔4〕寫出總反響的離子方程式和化學(xué)方程式。穩(wěn)固練習(xí)222CuZn硫酸銅【實(shí)驗(yàn)探究】：將鋅片、銅片插入硫酸銅溶液中，是否可以形成原電池？23CuZn硫酸銅〔1〕說明兩個(gè)電極質(zhì)量的變化情況；〔2〕判斷正負(fù)極；〔3〕寫出電極反響式；〔4〕寫出總反響的離子方程式和化學(xué)方程式。

穩(wěn)固練習(xí)324251.在如以下圖所示的8個(gè)裝置中，屬于原電池的有.④⑥⑦e課堂練習(xí):26練習(xí)1、寫出以下原電池的電極反響式和原電池總反響式。負(fù)極〔Fe):Fe-2e-=Fe2+正極〔C):2H++2e-=H2↑總反響式：Fe+2H+=Fe2++H2↑練習(xí)2、假設(shè)把1中的稀H2SO4改為NaCl溶液，能否構(gòu)成原電池，假設(shè)能，請寫出電極反響式和原電池總反響式。負(fù)極〔Fe)Fe-2e-=Fe2+正極〔C)2H2O+O2+4e-=4OH-總反響式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)227三、原電池的應(yīng)用〔1〕將反響:2FeCl3+Fe=3FeCl2設(shè)計(jì)成原電池?！?〕判斷正負(fù)極并寫出電極反響。石墨FeFeCl3溶液負(fù)極〔鐵〕：Fe－2e－=Fe2+正極〔石墨〕：2Fe3++2e－=3Fe2+1、制作干電池、蓄電池、高能電池等。282、比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。以下表達(dá)中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–復(fù)原反響中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；29把A、B、C、D四塊金屬泡在稀H2SO4中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。假設(shè)A、B相連時(shí)，A為負(fù)極；C、D相連，D上有氣泡逸出；A、C相連時(shí)A極減輕；B、D相連，B為正極。那么四種金屬的活潑性順序由大到小排列為〔〕A：A>B>C>DB：A>C>B>DC：A>C>D>BD：B>D>C>AC303、比較反響速率以下制氫氣的反響速率最快的是C.粗鋅和1mol/L硫酸；A.純鋅和1mol/L硫酸；B.純鋅和18mol/L硫酸；4溶液。31為什么實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)常用不純的鋅？如果此裝置中兩極同時(shí)冒氣泡，說明了什么？Zn不純324、比較金屬腐蝕的快慢馬口鐵和白鐵皮一旦有劃痕后，在潮濕的空氣中，誰被腐蝕的速度快？鍍Sn鍍Zn馬口鐵白鐵33以下各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(2)(1)(3)34四.常見的化學(xué)電源●一次電池●二次電池●高能電池●燃料電池35鋅－錳干電池四.常見的化學(xué)電源36Ⅰ.干電池(一次電池)電極:

Zn為負(fù)極,碳棒為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。負(fù)極(Zn):Zn-2e-＝Zn2+正極(C):2NH4++2e-＝2NH3+H2

H2+2MnO2＝Mn2O3+H2O

去氫

4NH3+Zn2+

＝[Zn(NH3)4]2+

去氨電極方程式：四.常見的化學(xué)電源37鉛蓄電池3839電極：Pb為負(fù)極；PbO2為正極.電解液:30%的H2SO4溶液電極反響式:負(fù)極(Pb)：

Pb+SO42-2e-＝PbSO4正極(PbO2)：PbO2+4H++SO42-+2e

＝PbSO4+2H2O總電池反響:PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4↓+2H2OⅡ.鉛蓄電池(二次電池)-3)40電極:Zn為負(fù)極，Ag2O為正極電解液:KOH溶液電極反響式:負(fù)極:Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2正極:Ag2O+H2O+2e-＝2Ag+2OH-總反響式:Zn+Ag2O+H2O＝2Ag+Zn(OH)2拓展創(chuàng)新銀鋅電池Ⅲ.高能電池(銀鋅電池、鋰電池)41電極:Pt制作的惰性電極電解質(zhì)溶液:KOH溶液負(fù)極:2H2-4e-+4OH-＝4H2O正極:O2+2H2O+

4e-＝4OH-總反響：2H2+O2＝2H2O氫氧燃料電池假設(shè)為酸性介質(zhì)，試寫出電極反響式？思考:負(fù)極：2H2-4e-＝4H+正極:O2+4H++4e-＝2H2OⅣ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/煤氣電池/海水-空氣電池)42甲烷-氧氣燃料電池該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣:負(fù)極：CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O正極：2O2+4H2O+8e-＝8OH-電池總反響式為：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2OⅣ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/煤氣電池/海水-空氣電池)43鋁-空氣-海水電池

Ⅳ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/

煤氣電池/鋁-海水-空氣電池)1991年，我國首創(chuàng)，用作海上標(biāo)志燈。以海水為電解液，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)電流。負(fù)極：4A1-12e-＝4A13+正極：3O2+6H2O+12e-＝12OH-電池總反響式為：4A1+3O2+6H2O＝4A1(OH)3這種海水電池比“干電池〞的能量高20～50倍。44綜合訓(xùn)練〔１〕a極是〔〕極，電極反響式是〔２〕b極是〔〕極，電極反響式是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。兩個(gè)電極均由多孔碳制成，通入的氣體在空隙中逸出,并在電極外表放電。負(fù)2Ｈ２-４e-

+4OH-=4H2O正O2

+2H2O+４e-=4OH-答復(fù)：45阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池反響式為：2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反響保持在一定溫度下，使生成H2O蒸發(fā)，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔〕A、H2為正極，O2為負(fù)極B、電極反響〔正極〕：O2+2H2O+4e=4OH-電極反響〔負(fù)極〕：2H2+4OH-=4H2O+4eC、負(fù)極發(fā)生氧化反響，正極發(fā)生復(fù)原反響。D、工作中電解質(zhì)溶液PH值不斷增大。B、C46(燃料電池)宇宙飛船上的氫氧燃料電池，其電池反響為：2H2＋O2＝2H2O，試寫出電解質(zhì)溶液為鹽酸時(shí)的電極反響式，并指出各電極和電解質(zhì)溶液的PH值的變化，假設(shè)電解質(zhì)溶液為KOH時(shí)又如何？1、電解質(zhì)為鹽酸時(shí)：負(fù)極：2H2－4e-＝4H＋PH值變小正極：O2＋4H＋＋4e-＝2H2OPH值變大溶液被稀釋，PH值變大2、電解質(zhì)為KOH時(shí)：負(fù)極：2H2－4e-＋4OH－＝4H2OPH值變小正極：O2＋2H2O＋4e-＝4OH－PH值變大溶液被稀釋，PH值變小47電子表和電子計(jì)算機(jī)的電源通常用微型銀-鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液總反響式：Ag2O+H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag以下說法正確的選項(xiàng)是〔〕A、Zn是正極，Ag2O是負(fù)極B、Ag2O是正極，Zn是負(fù)極C、工作時(shí)，電池負(fù)極區(qū)溶液PH減少D