化學能與電能第二課時自己用優(yōu)秀課件

化學能與電能第二課時自己用第一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五5.如何書寫電極反應(yīng)方程式負極（鋅片）：Zn－2e-=Zn2+負極（鋅片）：Zn－2e-=Zn2+正極（石墨）：2H++2e-=H2↑正極（銅片）：Cu2++2e-=Cu總反應(yīng):Zn+2H+=Zn2++H2↑總反應(yīng):

Zn+Cu2+=Zn2++Cu第二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五電極反應(yīng)方程式的書寫方法負極：較活潑金屬（a）電極反應(yīng)：a-ne-=an+(氧化反應(yīng))正極：較不活潑金屬或非金屬（b）電極反應(yīng)：Cm++me-=C(還原反應(yīng))第三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五例1：寫出下列裝置中的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式AMgAlH2SO4AMgAlNaOHACu石墨FeCl3例2：鉛蓄電池的總電池反應(yīng)為:PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O寫出正負極的電極反應(yīng)方程式第四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五例3：銀鋅紐扣電池的正極殼填充Ag2O和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液KOH。反應(yīng)式為：2Ag+Zn(OH)2

Zn+Ag2O+H2O寫出其電極反應(yīng)方程式

充電放電例4：1991年，我國首例以鋁——空氣——海水為材料組成的新型電池用作航海標志燈。該電池總反應(yīng)為：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3寫出其電極反應(yīng)方程式。第五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五例5：燃料電池（1）氫氧燃料電池（2）甲醇燃料電池第六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五1、先確定原電池的正負極，列出正負極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標出相同數(shù)目電子的得失。2、注意負極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。3、若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)H+，且水必須寫入正極反應(yīng)式中，與O2結(jié)合生成OH-，若電解質(zhì)溶液為酸性，電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH－，且H+必須寫入正極反應(yīng)式中，與O2結(jié)合生成水。4、正負極反應(yīng)式相加（電子守恒）得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。小結(jié)：第七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五6、原電池原理的應(yīng)用①加快反應(yīng)速率：（形成原電池反應(yīng)，反應(yīng)速率加快）

例如，實驗室制H2時，由于鋅太純，反應(yīng)一般較慢，可加入少量CuSO4以加快反應(yīng)速率。②揭示鋼鐵腐蝕的原因及防止鋼鐵的腐蝕。

鋼鐵中含有碳，可與Fe組成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)而使鋼鐵遭到腐蝕

第八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五

防止鋼鐵腐蝕：在鋼鐵的表面焊接比Fe更活潑的金屬（如Zn），組成原電池后，使Fe成為原電池的正極而得到保護。鋼鐵的析氫腐蝕：負極：Fe–2e-=Fe2+

正極：2H++2e-=H2↑鋼鐵的吸氧腐蝕：負極：2Fe–4e-=2Fe2+正極：2H2O+O2+4e-=4OH-第九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五[例]

X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中，X的表面有Z析出，X與Y組成原電池時，Y是電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為()Ａ．Ｘ＞Ｙ＞ＺＢ．Ｘ＞Ｚ＞ＹＣ．Ｙ＞Ｘ＞ＺＤ．Ｙ＞Ｚ＞ＸC因為X置換出Z,所以金屬性Ｘ＞Ｚ負極的金屬較活潑,所以Ｙ＞Ｘ③判斷金屬活動性的強弱一般說來:活潑金屬作負極,較不活潑的金屬作正極第十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五

請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+設(shè)計成一個原電池。1、電解液：

。2、電極材料：正極

，負極

。3、電極反應(yīng)式：負極:.正極:.1、電解液：硫酸銅、氯化銅、硝酸銅等可溶性銅鹽溶液2、電極材料：負極：鐵，正極：銅、石墨或比鐵不活潑的其他金屬

Fe－2e-=Fe2+Cu2++2e-=Cu

④制作化學電源第十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五二、發(fā)展中的化學電源干電池堿性電池蓄電池鋰離子電池燃料電池第十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五1）化學電池有三大類型：

、

、

.

一次性電池二次電池燃料電池

2）特點：①一次電池：不可充電，如干電池（又稱為鋅錳電池，是最早使用的化學電池）②二次電池：可循環(huán)利用，放電過程是將

能轉(zhuǎn)化為

能；充電過程是將

能轉(zhuǎn)化為

能。③燃料電池：可不斷充入氧化劑、還原劑連續(xù)使用，最理想的燃料是

。（1）產(chǎn)物為水，無污染（2）與其它能源比，反應(yīng)相同質(zhì)量，放出能量多（3）來源廣化學電

電化學H2

第十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五負極：Zn–2e-=Zn2+正極：2NH4++2e-=2NH3+H2總反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H22MnO2+H2=2MnO(OH)ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2其他干電池：堿性鋅-錳干電池、銀-鋅紐扣電池等優(yōu)點：攜帶方便缺點：電量小，污染大干電池（負極）（正極）鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2和

H2O等1、干電池結(jié)構(gòu)及電極反應(yīng)原理第十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五(2)堿性鋅錳干電池隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)展的要求，對電池的發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。體積小、性能好的堿性鋅－錳電池應(yīng)運而生。這類電池的重要特征是電解質(zhì)溶液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。第十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五2、鉛蓄電池（二次電池）第十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五鉛蓄電池:電極：Pb為負極,PbO2為正極.電解液:30%的H2SO4溶液電極反應(yīng)式:負極(Pb)：

Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4正極(PbO2)

PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O總電池反應(yīng):PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O優(yōu)點：可反復(fù)使用

缺點：污染大第十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五3、銀鋅電池正極殼填充Ag2O和石墨，負極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液KOH。反應(yīng)式為：2Ag+Zn(OH)2

Zn+Ag2O+H2O

充電放電1970-1975,開發(fā)了先進的銀鋅、鎳鎘電池技術(shù)。1975-1983,為美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。1979-1987,為美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳鋅電池。1998-1992,為美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水艇。第十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五銀鋅電池Zn為負極,Ag2O為正極電解液:KOH溶液電極反應(yīng)式:負極:Zn＋2OH－－2e-＝Zn(OH)2正極:Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH－總反應(yīng)式:

Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2第十九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五4、鎘鎳電池NiO2+Cd+2H2ONi(OH)2+Cd(OH)2

放電充電負極材料：Cd，正極材料：涂有NiO2，電解質(zhì)：KOH溶液。反應(yīng)式如下：第二十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五5、鋰電池鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負極相比較，使用壽命大大延長。第二十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五6、新型燃料電池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，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池第二十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五氫氧燃料電池工作原理第二十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五它是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。它的電極材料一般為活性電極，具有很強的催化活性，如鉑電極，活性炭電極等。電極反應(yīng)為負極：2H2+4OH--4e-4H2O正極：O2+2H2O+4e-4OH-總反應(yīng)：2H2+O2＝2H2O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。電極反應(yīng)：負極：CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O正極：2O2+4H2O+8e-＝8OH-總反應(yīng)：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2O（1）氫氧燃料電池（2）新型燃料電池第二十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五其他電池空氣電池第二十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五廢電池對環(huán)境的危害電池中含有汞、鎘、鉛等有毒金屬。隨意丟棄廢電池會對環(huán)境造成嚴重的污染。上世紀50年代，震驚世界的日本“水俁病”就是因汞中毒引起的。第二十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五“痛痛病”是因鎘中毒引起的。第二十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五有關(guān)資料顯示：一粒鈕扣電池能污染60萬升水（這是一個人一生的用水量）。一節(jié)一號電池埋在地里，能使１平方米的土地失去使用價值。第二十九頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五中國電池的年產(chǎn)量180多億只，占世界電池總產(chǎn)量的30％以上，年消費量達70－80億只，但回收率卻不足２％。第三十頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五減少污染節(jié)約資源第三十一頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說法錯誤的是（）A.電池工作時，鋅失去電子B.電池正極的電極反應(yīng)式為：

2MnO2(s)+H2O(1)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C.電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D.外電路中每通過O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g課堂練習C第三十二頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五2.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可以表示為：

在此電池放電時,負極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是()

A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn充電放電2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2OC第三十三頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五3.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：

根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是（）A.電池放電時，H2是負極

B.電池放電時，氫元素被氧化

C.電池充電時，鎳元素被還原

D.電池充電時，化學能轉(zhuǎn)化為電能充電放電H2+NiO(OH)2Ni(OH)2+H2OC第三十四頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五4.判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.①②③(×)(×)(∨)2H++2e-＝H2↑負極：總反應(yīng)：正極：Zn－2e-＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑第三十五頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五⑤④(∨)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：正極：負極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e-＝Fe2+Cu2++2e-＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4第三十六頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五⑦⑥(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu第三十七頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五⑧⑨(×)(∨)負極：正極：總反應(yīng)：Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑第三十八頁，共四十二頁，編輯于2023年，星期五5.如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，