化學(xué)：1.2.1《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化》課件（3）（蘇教版選修4）

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 原電池的工作原理 判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池 并思考原電池的構(gòu)成條件 知識回顧 Cu Zn 形成原電池的條件 前提條件 有自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 放熱反應(yīng) 1 有兩種活潑性不同的導(dǎo)電材料 不同的金屬或金屬與非金屬導(dǎo)體 作電極 2 兩個電極必須插入電解質(zhì)溶液中 3 兩極相連形成閉合回路 用導(dǎo)線連接或電極直接接觸 原電池 把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 正極 銅電極 2H 2e H2 負(fù)極 鋅電極 Zn 2e Zn2 電池反應(yīng) Zn 2H H2 Zn2 總反應(yīng) 原電池電極反應(yīng) 電池反應(yīng)的書寫 Zn Cu Zn Cu A B C D E F 下列哪些裝置能構(gòu)成原電池 相應(yīng)的電極反應(yīng) 負(fù)極Zn Zn 2e Zn2 正極C 2H 2e H2 總反應(yīng) Zn 2H Zn2 H2 負(fù)極 2e 2 正極C 2Ag 2e 2Ag 總反應(yīng) Cu 2Ag Cu2 2Ag 設(shè)疑 若F中兩燒杯中的電解質(zhì)溶液用能使陰陽離子移動的裝置連接起來 能否形成原電池 探究一 預(yù)測 實驗1 的現(xiàn)象和結(jié)論 現(xiàn)象 鋅粉溶解 有紅色物質(zhì)析出 溫度計顯示溫度迅速上升 結(jié)論 Zn Cu2 Zn2 Cu 探究二 預(yù)測 實驗2 的現(xiàn)象和結(jié)論 現(xiàn)象 鋅片變細(xì) 銅上有紅色物質(zhì)析出 電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 結(jié)論 Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu 鹽橋 在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂作成的凍膠 1 鹽橋的作用 使Cl 向鋅鹽方向移動 K 向銅鹽方向移動 使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性 從而使電子不斷從Zn極流向Cu極 正極 銅電極 Cu2 2e Cu負(fù)極 鋅電極 Zn 2e Zn2 電池反應(yīng) Zn Cu2 Cu Zn2 總反應(yīng) 此電池的優(yōu)點 能產(chǎn)生持續(xù) 穩(wěn)定的電流 活動探究 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 電解溶液 2 電極材料 正極 負(fù)極 3 電極反應(yīng)式 正極 負(fù)極 CuSO4溶液 Fe C Cu2 2e Cu Fe 2e Fe2 1 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(fù)極名稱 并寫出電極反應(yīng)式 2H 2e H2 負(fù)極 總反應(yīng) 正極 Zn 2e Zn2 Zn 2H Zn2 H2 隨堂檢測 正極 負(fù)極 總反應(yīng) Fe 2e Fe2 Cu2 2e Cu Fe Cu2 Fe2 Cu Fe CuSO4 Cu FeSO4 負(fù)極 Zn 2e Zn2 正極 Cu2 2e Cu 總反應(yīng) Zn Cu2 Zn2 Cu 或Zn CuSO4 ZnSO4 Cu 2 一個原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn Cu2 Zn2 Cu 該反應(yīng)的原電池的組成正確的是 3 已知氧化還原反應(yīng)Cu 2FeCl3 2FeCl2 CuCl2 利用這一反應(yīng)設(shè)計一個原電池 畫出示意圖 標(biāo)出電極材料 電解質(zhì)溶液 寫出電極反應(yīng)式 正極 負(fù)極 總反應(yīng) Cu 2e Cu2 2Fe3 2e 2Fe2 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 負(fù)極 Fe 2e Fe2 正極 2H 2e H2 總 Fe 2H Fe2 H2 負(fù)極 Fe 2e Fe2 正極 2H2O O2 4e 4OH 總 2Fe 2H2O O2 2Fe OH 2 不同的介質(zhì)不同的電極反應(yīng) 負(fù)極 Al 4OH 3e AlO2 2H2O正極 2H2O 2e H2 2OH 總 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 稀硫酸 負(fù)極 Mg 2e Mg2 2H2O正極 2H 2e H2 總 Mg 2H Mg2 H2 負(fù)極 Cu 2e Cu2 正極 2H NO3 e NO2 H2O總 Cu 4H 2NO3 2NO2 Cu2 2H2O 稀H2SO4 負(fù)極 Al 3e Al3 2H2O正極 2H 2e H2 總 2Al 6H 2Al3 3H2 下列關(guān)于下圖所示原電池的說法正確的是A鋁片為正極B正極上有H2產(chǎn)生CAl是電池的負(fù)極 開始工作時溶液中會立即有白色沉淀析出D當(dāng)轉(zhuǎn)移0 04mole 時 產(chǎn)生0 01molO2 Cu 專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 化學(xué)電源 鋰電池 干電池 紐扣電池 各類電池 蓄電池 銀鋅紐扣電池是用不銹鋼制成的小圓盒 形似紐扣 故稱紐扣電池 兩極分別為氧化銀和鋅 電解質(zhì)為KOH溶液 發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成銀和氧化鋅 鋅是極 發(fā)生反應(yīng) 氧化銀是極 發(fā)生反應(yīng) 總反應(yīng)為 Zn Ag2O ZnO 2Ag負(fù)極 鋅 正極 氧化銀 負(fù) 氧化 正 還原 1 干電池 一次電池 Zn 2OH 2e ZnO H2O Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 負(fù)極 鋅筒 Zn 2e Zn2 正極 石墨 2MnO2 2NH4 2e Mn2O3 2NH3 H2O 普通鋅錳干電池 總反應(yīng) Zn 2MnO2 2NH4 Zn2 Mn2O3 2NH3 H2O 堿性鋅錳干電池 用KOH代替NH4Cl能提高性能 延長壽命 負(fù)極 鋅筒 正極 石墨 總反應(yīng) Zn 2MnO2 2H2O Zn OH 2 2MnOOH Zn 2e 2OH Zn OH 2 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 氫氧燃料電池的工作原理 酸性條件 負(fù)極 H2 2H2 4e 4H 堿性或中性條件 負(fù)極 H2 2H2 4OH 4e 4H2O 正極 O2 O2 2H2O 4e 4OH 總反應(yīng) 2H2 O2 2H2O 總反應(yīng) 2H2 O2 2H2O 2 燃料電池 氫氧燃料電池結(jié)構(gòu) 正極 O2 O2 4H 4e 2H2O 拓展 一種新型燃料電池 它是以兩根金屬鉑片插入KOH溶液中作電極 又在兩極上分別通入甲烷和氧氣 電極反應(yīng)為 負(fù)極 正極 電池總反應(yīng) 2O2 4H2O 8e 8OH CH4 10OH 8e CO32 7H2O CH4 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 3 充電電池 充電電池又稱二次電池 它在放電時所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) 在充電時又逆向進(jìn)行 使生成物恢復(fù)原狀 如此充放電可循環(huán)進(jìn)行 至一定周期后終止 汽車用蓄電池 鉛蓄電池放電時的電極反應(yīng) 負(fù)極 Pb SO42 2e PbSO4正極 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O 總反應(yīng) PbO2 Pb 4H 2SO42 2PbSO4 2H2O 鉛蓄電池充電時的電極反應(yīng) 負(fù)極 PbSO4 2e Pb SO42 正極 PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H SO42 總反應(yīng) 2PbSO4 2H2O PbO2 Pb 4H 2SO42 海水電池 1991年 我國首創(chuàng)以鋁 空氣 海水為能源的新型電池 用作航海標(biāo)志燈 該電池以取之不的海水為電解質(zhì) 靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流 這種海水電池的能量比 干電池 高20 50倍 電極反應(yīng)式為 負(fù)極 正極 電池總反應(yīng) 4Al 12e 4Al3 3O2 6H2O 12e 12OH 4Al 3O2 6H2O 4Al OH 3 拓展 鎳鉻電池 特點 比鉛蓄電池耐用 可密封反復(fù)使用 NiO2 S Cd S 2H2O L Ni OH 2 S Cd OH 2 S Ag2O S Cd S H2O L 2Ag S Cd OH 2 S 1 電極材料及原料2 電解質(zhì)溶液3 優(yōu)點4 應(yīng)用領(lǐng)域 鋰電池 摩托羅拉6188 6288原裝鋰電池 正極 金屬氧化物負(fù)極 鋰 使用壽命長 質(zhì)量輕 電壓高 工作效率高 壽命長 質(zhì)量輕 體積小 有機溶劑 電腦 照相機 手表 心臟起博器 索尼數(shù)碼相機鋰電池 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視 目前已研制成功多種鋰電池 某種鋰電池的總反應(yīng)為Li MnO2 LiMnO2 下列說法正確的是 A Li是正極 電極反應(yīng)為Li e Li B Li是負(fù)極 電極反應(yīng)為Li e Li C Li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Li 2e Li2 熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率 因而受到重視 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì) CO為陽極燃?xì)?空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃?xì)?制得在650 下工作的燃料電池 完成有關(guān)的電池反應(yīng)式 陽極反應(yīng)式 2CO 2CO32 4CO2 4e 陰極反應(yīng)式 總電池反應(yīng)式 練習(xí) 2CO O2 2CO2 O2 2CO2 4e 2CO32 如圖是2004年批量生產(chǎn)的筆記本電腦所用的甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖 甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子 H 和電子 電子經(jīng)外電路 質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng) 電池總反應(yīng)式為 2CH3OH 3O2 2CO2 4H2O 下列說法中正確的是A 左邊的電極為電池的負(fù)極 a處通入的是甲醇B 右邊的電極為電池的負(fù)極 b處通入的是空氣C 電池負(fù)極的反應(yīng)式為 CH3OH H2O 6e CO2 6H D 電池的正極反應(yīng)式為 O2 2H2O 4e 4OH A C 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全