化学能与电能课件.pptx

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1、第二章 化学反应与能量第二节化学能与电能第课时,1,1.掌握简单的电极反应的书写2.了解常见化学电池的组成与应用。3.了解新型燃料电池的组成和工作原理。,2,判断下列几个学生设计的装置,能形成原电池的是?,(),(),(),(),3,如果要设计一个原电池,思路如何?,思考:,4,1.请根据反应: 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+设计原电池,你有哪些可行方案?,Fe-Cu FeCl3,Fe-C Fe(NO3)3,Fe-Ag Fe2(SO4)3,5,2.一个原电池的总反应的离子方程式Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,该反应的原电池的组成正确的是( ),c,6,6、设计原电池,设计

2、思路(1) 以自发的氧化还原反应为基础(2) 把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应,从而确定电极反应(3) 以两极反应为基础,确定电极材料及电解质溶液关键(4) 画出示意图,7,练习,判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称,并写出电极反应式。,(),(),(),2H+2e-H2,负极:,总反应:,正极:,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,8,(),(),负极:,正极:,总反应:,正极:,负极:,总反应:,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,或

3、Fe+CuSO4Cu+FeSO4,9,实践活动:水果电池,10,11,二、发展中的化学电源,12,化学电池,一次性电池:如干电池,二次电池(可充电电池):铅蓄电池等,燃料电池:氢氧燃料电池,二、发展中的化学电源,13,干电池,碱性电池,(1)干电池结构及电极反应原理,14,思考与交流:锌锰干电池即使不用,放置过久,也会失效(作为电解质的糊状NH4Cl显酸性),为了充分而有效地利用锌锰干电池,在购买、保存和使用方面你有何经验与建议?请与同学交流分享。,碱性电池,二、发展中的化学电源,15,(1)干电池结构及电极反应原理,负极:Zn 2e- = Zn2+,正极:2NH4+ + 2e- = 2NH3

4、+H2,Zn + 2NH4+ = Zn2+2NH3+H2,电池总反应式:,特点:,a:一次性电池,不可逆b:用KOH代替NH4Cl能提高 性能,延长寿命,16,2022/11/26,17,(2)充电电池(又称二次电池),负极: Pb +SO42- - 2e- = PbSO4,正极:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O,铅蓄电池,特点:,电池总反应式:,二次电池,可再次充电使用,18,(2)镍镉碱性蓄电池和镍氢电池 P38,(3)新一代可充电的绿色电池锂离子电池特点:高能电池,电压高,质量轻,贮存时间长等。用途:手机,电脑、手表、心脏起搏器等。,19,思考与

5、交流:充电电池与一次电池相比有何优点?如何科学合理地使用充电电池?请与同学们讨论、交流。,优点:可反复使用,二、发展中的化学电源,20,燃料电池:它是一种高效、环境友好的发电装置。它的电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂电极,活性炭电极等。燃料电池由3个主要部分组成:燃料电极(负极) ;电解液 ;空气氧气电极(正极) 。,3、燃料电池,21,氢氧燃料电池电极反应,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O,O2 + 2H2O

6、+ 4e- = 4OH-,22,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池,二、发展中的化学电源,23,书写电极反应式应注意以下几点:,1电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应的规则(打沉淀符号);,3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物,与电解质溶液有关(如酸碱性,4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在碱性溶液中以CO32形式存在);思考:天然气染料电池如何书写电极反应式。,2将两极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去一极反应即得到另一极反应;,24,废电池对环境的危害,电池中含有汞、镉、铅等有毒

7、金属。随意丢弃废电池会对环境造成严重的污染。,上世纪50年代,震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中毒引起的。,二、发展中的化学电源,25,减 少 污 染 节 约 资 源,二、发展中的化学电源,26,课堂总结1.一个电极参与反应(简易原电池,干电池):负极:M - ne- = Mx+正极:析氢或吸氧或析出不活泼金属2.两个电极均参与反应 (铅蓄电池): 金属为负极,金属化合物为正极3.两个电极均不参与反应(燃料电池): 助燃气体在正极反应,可燃气体在负极反应,27,二、原电池原理的应用,制作化学电源加快反应速率: 例如,实验室制H2时,由于锌太纯,反应一般较慢,可加入少量CuSO4以加快反应速率。

8、判断金属活动性的强弱,电化学保护法,即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。,28,某种锂电池的总反应为Li + MnO2 = LiMnO2,下列说法正确的是( )A. Li是正极,电极反应为 Li e- = Li+B. Li是负极,电极反应为 Li e- = Li+C. Li是负极,电极反应为 MnO2 + e- = MnO2 D. Li是负极,电极反应为 Li 2e- = Li2+,B,29,钢铁表面镀有下列金属时,当镀层部分被破坏时,铁不易被腐蚀的是( ) A、Sn B、Zn C、Cu D、Ag,B,30,对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中,当导线中有1 mol电子通过时,理论上的两极变化是( ) 锌片溶解了32.5g 锌片增加了32.5g 铜片上析出1g氢气 铜片上析出2 g 氢气A、 和 B、 和 C、 和 D、 和,A,31,2022/11/26,32,

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