化学能转化为电能及化学电源

1、化学能转化为电能知识与技能：了解原电池的构造特点和工作原理，会判断、设计简单的原电池，能够正确书写电极反应式和电池反应方程式；了解常见的化学电源，根据已知的电池反应方程式正确判断电池的正负极以及它们在生产生活等方面的应用；了解盐桥的作用；过程与方法：能通过查阅资料，调查访问等多种方式了解生产生活中常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能的实际意义情感态度与价值观：围绕能量转化这个主题，引导学生树立节约能源，保护环境等观念；体会化学与人类生产、生活的密切关系重点：原电池的原理。难点：构成原电池条件判断、电极判断及电极反应方程式的书写。 【引入】：必修2P40页 有关实验进行引入从能量观

2、点分析实验3、4与实验1、2的区别一、原电池1、概念2、工作原理电极名称与电极反应外电路电流与电子的流向，电解质溶液中阴阳离子与电流的流向3、原电池的构成条件【例题】下列装置判断能否构成原电池形成原电池的条件： 4、盐桥能形成原电池的判断正负极并书写电极反应式5、两极的判断通常的方法根据电极金属的活泼性判断根据电子流向判断根据反应类型判断根据反应现象判断5、设计简单原电池设计画出一个原电池图，使其发生：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+例题1请用镁、铝作电极,设计原电池所用电解质溶液 _ 负极_ 负极反应_ 正极_ 正极反应_ _ 总反应 _ 所用电解质溶液 _ 负极_ 负极反应_ _正极_ 正

3、极反应_ _总反应 _ _注意：不要形成“活泼金属一定作负极”的思维定势，还要看电解质溶液情况。如镁铝两种金属和稀硫酸构成原电池时，镁是负极，铝是正极；而镁铝两种金属和氢氧化钠溶液构成的原电池时，铝是负极，镁是正极。练习1：Fe Cu 稀硝酸形成的原电池的正负极及电极反应2：Fe Cu 浓硝酸形成的原电池的正负极及电极反应二、化学电源1、化学电源的分类化学电源是应用原电池原理发明制作的电源。化学电源可分为：一次电池、二次电池。其中一次电池又称为一次性电池，其特点是用过之后不能复原；二次电池充电后可继续使用。二、常见电池的组成和反应原理注：书写电极反应式时，负极：还原剂e氧化产物，正极：氧化剂e

4、还原产物注意电解质溶液是否与氧化还原产物反应。1、锌锰干电池组成：该电池由锌、碳棒、二氧化锰、氯化锌、氯化铵组成。总反应式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)负极（锌）反应为：Zn2e=Zn2正极（碳棒）反应为：2NH4+2MnO22e=2MnO(OH)2NH3特点及应用：电压1.5V，用途广泛2、银锌纽扣电池组成：负极是Zn，正极是Ag2O，氢氧化钾溶液作电解质溶液。总反应式：Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2负极反应为：Zn2OH2e= Zn(OH)2正极反应为：Ag2OH2O2e=2Ag2OH特点及应用：电压1.6V，放电平稳，电流量大。

5、3、铅蓄电池组成：由铅、二氧化铅、硫酸组成。总反应式：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O负极（Pb ）反应为 PbSO422e=PbSO4 正极（ PbO2 ）反应为 PbO24HSO422e=PbSO42H2O 特点及应用：电压2.0V，广泛用于机动车辆。4、镍氢电池组成：贮氢合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液。总反应式：NiO(OH)+MHNiO+M+H2O（MH表示贮氢合金中M中吸收结合的氢）负极（贮氢合金）反应为：2OH+H22e=2H2O正极（泡沫氧化镍）反应为：2NiO(OH)+ 2e+2H2O=2 Ni(OH)2+2OH特点及应用：电压1.2V，寿命长，性能好，比能

6、量高。 5、氢氧燃料电池组成：由钯碳电极、负极燃料气氢气、正极原料气氧气和酸、碱电解质溶液组成。（1）电解质溶液为强碱溶液（如KOH溶液）负极（ 铂碳电极 ）反应为 H22e+2OH=2 H2O 正极（ 铂碳电极 ）反应为 O24e+ 2 H2O= 4OH 总反应式： 2H2+O2=2H2O （2）电解质溶液为强酸性溶液（如H2SO4溶液）负极（ 铂碳电极 ）反应为 H22e=2H 正极（ 铂碳电极 ）反应为O24H4e=2H2O 总反应式： 2H2+O2=2H2O 特点及应用：用于航天飞机、牵引车等。6、空气燃料电池组成：由钯碳作负极，铂烧结镍作正极，负极燃料气甲醇、正极原料气氧气（来自空气

7、）和KOH溶液组成。总反应式：2CH3OH+3O2+4OH=2CO32 +6H2O负极（钯碳）反应为：CH3OH+8OH6e=CO32+6H2O正极（铂烧结镍）反应为：O22H2O 4e=4OH特点及应用：能量转换率高。7、海水电池1991年，我国科学家首创以铝-空气-海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3负极：4Al12e= 4Al3+正极：3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH特点及应用：这种电池的能量比普通干电池高20-50倍三、废旧电池的

8、危害和减少危害的建议1、危害：造成重金属离子的污染。2、建议：（1）回收电池，变废为宝。（2）发展可充电电池，减少一次性电池的使用。（3）提高人们对废旧电池危害性的认识。（4）实现电池材料无害化、无污染化。四、金属活动性的判断依据：1、单质与水或酸反应难易：反应越剧烈，该金属越活泼。2、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，金属越活动。3、金属间的置换反应：若A能置换出B，则A的活泼性比B强。4、简单阳离子氧化性强弱：氧化性越强，该金属的活动性越弱。5、两金属构成原电池时，作负极（或电子流出，电流流入或发生氧化反应等）的金属比作正极（或电子流入，电流流出或发生还原反应等）的金属活动性强。

9、典例：例1、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( B ) A、a > b > c > d B、a > c > d > b C、c > a > b .> d D、b > d > c > a 例2、有一种银锌电池，其电极分别是：Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn+2OH-2e=ZnO+H2O； Ag2O+H2O+2e=2Ag

10、+2OH，总反应式：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是：（ AC）A、在使用过程中，电池负极区溶液的pH减小；B、在使用过程中，电子由Ag2O极流向Zn极；C、Zn是负极，Ag2O是正极；D、Zn极发生还原反应，而Ag2O极发生氧化反应。例3、铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的反应为PbPbO2H2SO4PbSO4H2O，下列结论正确的是（ BD）A、P为正极被氧化 B、当电路中转移2mol电子时，消耗H2SO42molC、SO42-只向PbO2处移动 D、电解质溶液pH不断增大五、金属的腐蚀1、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学

11、腐蚀电化学腐蚀（主要）含义金属或合金直接与腐蚀性的化学物质接触，发生氧化还原反应而消耗的过程。不纯金属或合金与电解质溶液接触，发生原电池反应而消耗的过程。电子得失金属直接将电子转移给氧化性物质活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质电流无电流产生有微弱电流产生腐蚀对象金属单质较活泼的金属实例金属与Cl2、O2等物质直接反应钢铁（Fe、C）在潮湿空气中被腐蚀2、钢铁的吸氧腐蚀 (1)条件：钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜，水膜里含有少量H+和OH-，还溶解了氧气等气体，形成了一层电解质溶液，它与钢铁里的铁和少量碳形成了无数微小的原电池。(2)电极反应式：负极： Fe-2e=Fe2+ 正极： O2+2

12、H2O+4e=4OH (3)总反应方程式： 2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2, 4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3, Fe(OH)3Fe2O3·xH2O 典例：例1、请在图上标出电子的流动方向和电流方向（略）,并判断正负极，写出电极反应式和总反应式。电解质溶液为稀硫酸：Fe电极是_负_(填“正”或“负”)极，其电极反应为_ Fe-2e=Fe2+ _，该反应是_氧化_(填“氧化”或“还原”)反应；Cu电极是_正_电极，其电极反应为_2H+2e=H2_，该反应是_还原_反应。总反应方程式： Fe2H+Fe 2+H2 。例2、试设计画出一个原电池图（略），使其发

13、生：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+。则该原电池的负极材料是 铜 ，负极电极反应为 Cu2e= Cu2+ ，正极材料为 石墨等 ，电极反应为Ag+ eAg ，电解质溶液是 硝酸银溶液 。例3、如图414所示的装置能够组成原电池且产生（ BC ）例4、将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( C)A、两烧杯中铜片表面均无气泡产生B、甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C、两烧杯中溶液的pH均增大D、产生气泡的速度甲比乙慢例5、分析下图，按下列要求写出有关的电极反应式或化学方程式：石墨棒上发生的电极反应式为_ O2+2H2O+4e=4OH_。铁棒上发生的电极反应式为_ Fe-2e=Fe2+_。溶液中发生反应的有关的化学方程式为：_2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2, 4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3, Fe(OH)3Fe2O3·xH2O _。例6、图各容器中盛有海水，铁在其中