《化学能转化为电能——电池》一、二课时课件

1、123活动与探究活动与探究(2)若将若将Zn片片,Cu片用一导线连接片用一导线连接再浸在再浸在H2SO4溶液中，有什么现象？溶液中，有什么现象？为什么？为什么？(1) 将一将一Zn片片,Cu片平行插入片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？溶液中，有什么现象？为什么？4(4)用一干电池连接电流计验证用一干电池连接电流计验证电子流向，确定电子流向，确定Zn片片, Cu片的片的正负极是怎样的？正负极是怎样的？(3)导线间接一电流计有何现象导线间接一电流计有何现象产生？为什么？产生？为什么？活动与探究活动与探究5一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能1.电池是怎样工作的电池是怎样工作的?（

2、1）什么是原电池？）什么是原电池？把化学能转化为电能的装置叫把化学能转化为电能的装置叫做原电池做原电池6 意大利物理学家意大利物理学家 亚历山德罗亚历山德罗. .伏打伏打(Alessandro Volta)(Alessandro Volta)伏打电池伏打电池9Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2还原剂还原剂(Zn)失去电失去电子，发生氧化反应子，发生氧化反应氧化剂氧化剂(H+)在铜极上在铜极上得到电子，发生还得到电子，发生还原反应原反应还原剂失去的还原剂失去的电子从锌极流电子从锌极流出出流入铜极流入铜极.经外电路经外电路Zn2+H+SO42-电流方向电流方向10 （2 2）原电池的电极

3、反应式）原电池的电极反应式氧化氧化反应反应ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+2H2H+ + + 2e+ 2e- -H H2 2负极负极正极正极Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+H+H2 2还原还原反应反应实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中形成条件二：电极需插进电解质溶液中实验探

4、究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）142、组成原电池的条件、组成原电池的条件: (1)(1)有活泼性不同的两个电极有活泼性不同的两个电极(2)(2)两电极都接触电解质溶液两电极都接触电解质溶液(3)(3)正极、负极、电解质溶液构成闭合回正极、负极、电解质溶液构成闭合回路路(4)(4)在电极表面上能发生自发进行的氧化在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。还原反应。练习练习1：下列装置哪些可以形成原电池下列装置哪些可以形成原电池( )AAAAAAAZn CuFe

5、C(石墨石墨) Zn CuZn ZnFe 陶瓷陶瓷Fe CuSi C(石墨石墨) 稀稀H2SO4 CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2SO4 A B C DZn CuA稀稀H2SO4 CuSO4溶液溶液 酒精酒精 稀稀H2SO4 E F G HABCABC锂电池锂电池、化学电池分类、化学电池分类化学电池化学电池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池定义定义例子例子电池中的反应物质电池中的反应物质进行一次氧化还原进行一次氧化还原反应并放电之后，反应并放电之后，就不能再次利用就不能再次利用又称充电电池或又称充电电池或蓄电池蓄电池在放电后经充电可使电在放电后经充电可使电池中的活性

6、物质获得重池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可生，恢复工作能力，可多次重复使用多次重复使用是一种连续地将燃料和是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，化成电能的化学电源，又称连续电池又称连续电池干电池：干电池：电池中的电池中的电解质溶液制成胶电解质溶液制成胶体，不流动，故称体，不流动，故称干电池干电池铅蓄电池、铅蓄电池、锌银蓄电池、锌银蓄电池、镍镉电池、镍镉电池、锂离子电池锂离子电池氢气、甲醇、天然气、氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料煤气与氧气组成燃料电池。电池。如：普通锌锰电池、如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌碱性锌锰电池、锌银纽扣电池银纽

7、扣电池二、化学电源二、化学电源小型高性能小型高性能燃料电池燃料电池 1 1、一次电池、一次电池普通锌锰干电池：普通锌锰干电池：活性物质为活性物质为NHNH4 4ClCl和淀粉糊作和淀粉糊作电解质，还填有电解质，还填有MnOMnO2 2 和炭黑。电极反应式：和炭黑。电极反应式：负负 极：极：Zn - 2eZn - 2eZnZn2+2+正正 极：极：2NH2NH4 4+ + + 2e + 2e+2MnO+2MnO2 2 MnMn2 2O O3 3+ 2NH+ 2NH3 3 H H2 2O O总反应：总反应：Zn + 2NHZn + 2NH4 4+ + +2MnO +2MnO2 2 ZnZn2+2+

8、 +Mn +Mn2 2O O3 3+ 2NH+ 2NH3 3 H H2 2O O 优点：制作简单、价格便宜。优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。缺点：放电时间短，电压下降快。碱性锌锰干电池：碱性锌锰干电池：活性物质为活性物质为KOHKOH和淀粉糊作电解质，还填和淀粉糊作电解质，还填有有MnOMnO2 2 和炭黑。电极反应式：和炭黑。电极反应式：负负 极：极：Zn - 2eZn - 2e + 2OH+ 2OH- - Zn(OH)Zn(OH)2 2正正 极：极：2MnO2MnO2 2 + 2e + 2e+ 2H+ 2H2 2O O 2MnOOH + 2OH2MnOOH + 2

9、OH- -总反应：总反应：Zn + 2MnOZn + 2MnO2 2 + 2H + 2H2 2O O 2MnOOH + Zn(OH)2MnOOH + Zn(OH)2 2优点：优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，电流稳定，放电容量、时间增大几倍， 不会气涨或漏液。不会气涨或漏液。缺点：缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵。多数只能一次使用，不能充电；价格较贵。银锌电池银锌电池总反应式总反应式: : ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2 电极反应式电极反应式: 负极负极: Zn2OH-2e-Zn(OH)2 正极正极: Ag2OH2O2e-2Ag2OH- 电解液电解液: KOH溶液溶液

10、这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。2 2、二次电池、二次电池铅蓄电池铅蓄电池：其电池反应可以正向和逆向进行蓄其电池反应可以正向和逆向进行蓄电池放电时为自发电池，充电时为电解池充电电池放电时为自发电池，充电时为电解池充电后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次 。放电时电极反应式：放电时电极反应式：负负 极：极：Pb + SOPb +

11、 SO4 42-2- -2e -2e- -PbSOPbSO4 4正正 极：极：PbOPbO2 2 + 4H + 4H+ + + SO + SO4 42-2- + 2e + 2e- -PbSOPbSO4 4 + 2H + 2H2 2O O总反应：总反应：Pb + PbOPb + PbO2 2 + 2H + 2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 4 + 2H + 2H2 2O O充电充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，时电极反应式与放电时电极反应式相反，所以可以把上述反应写成一个可逆反应式：所以可以把上述反应写成一个可逆反应式： Pb + PbOPb + PbO2 2 + 2H +

12、2H2 2SOSO4 4 2PbSO2PbSO4 4 + 2H + 2H2 2O O放电放电充电充电优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。安全可靠、价格低廉。缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污比能量低、笨重、废弃电池污染环境。染环境。3 3、燃料电池、燃料电池一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。换成电能的化学电池。电池的电极本身不电池的电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。包含活性物质，只是一个催化转化元件。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，工作时，燃料和氧化剂连续

13、地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能。被排除，于是电池就连续不断地提供电能。清洁、能量转换率高的特点。清洁、能量转换率高的特点。燃料电池燃料电池氢氧燃料电池：氢氧燃料电池：一种高效低污染的新型电一种高效低污染的新型电池。池。 负负 极：极：2H2H2 2 - 4e - 4e- -4H4H+ + 正正 极：极：O O2 2 + 4H + 4H+ + + 4e + 4e- -2H2H2 2O O 总反应：总反应：2H2H2 2 + O + O2 22H2H2 2O O酸性电解质：酸性电解质：碱性电解质碱性电解质:

14、 : 负负 极极: 2H: 2H2 2- 4e- 4e- -+ 4OH+ 4OH- - =4H=4H2 2O O 正正 极极: O: O2 2+ 2H+ 2H2 2O+ 4eO+ 4e- - = 4OH= 4OH- - 总反应总反应: 2H: 2H2 2+ O+ O2 2 = 2H= 2H2 2O O中性电解质中性电解质: : 负负 极极: 2H: 2H2 2- 4e- 4e- - =4H=4H+ + 正正 极极: O: O2 2+ 2H+ 2H2 2O+ 4eO+ 4e- - = 4OH= 4OH- - 总反应总反应: 2H: 2H2 2+ O+ O2 2 = 2H= 2H2 2O O电解质

15、溶液：电解质溶液：KOHKOH负极：负极：CHCH4 4+10 OH+10 OH- -8e8e- - = CO = CO3 32-2-+7H+7H2 2O O正极：正极：2O2O2 2 + 4H + 4H2 2O + 8eO + 8e- - = 8OH = 8OH- -甲烷燃料电池。甲烷燃料电池。CHCH4 4 +2O +2O2 2+2OH+2OH- - = CO = CO3 32-2- + 2H + 2H2 2O O甲醇燃料电池甲醇燃料电池2CH2CH3 3OH+4OHOH+4OH- -+3O+3O2 2=2CO=2CO3 32-2-+6H+6H2 2O O电解质溶液：电解质溶液：KOHKO

16、H正极：正极：3O3O2 2 + 6H + 6H2 2O + 12eO + 12e- - = 12OH = 12OH- -负极：负极：2CH2CH3 3OH+16OHOH+16OH- - 12e 12e- - =2CO =2CO3 32-2-+12H+12H2 2O O五、书写电极反应式应注意以下几点：五、书写电极反应式应注意以下几点：金属的电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀O2+4e + 2H2O 4OH 钢铁在中性环境中发生吸氧腐蚀Fe2eFe2+正极：负极：在酸性环境中金属发生析氢腐蚀1表面镀有保护金属层的表面镀有保护金属层的铁片，当镀层有破损时比普铁片，当镀层有破损时比普通铁片更易腐蚀的是（

17、通铁片更易腐蚀的是（ ）。）。A白铁（镀锌铁）白铁（镀锌铁）B马口铁（镀锡铁）马口铁（镀锡铁） C 镀铜铁镀铜铁练习金属的防护 每年由于腐蚀而直接损耗的金属材料，约占金属年产量的10 金属腐蚀的原因：金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件（如：温度、湿度、与金属接触的物质）是促使金属锈蚀的客观因素。(1)改变金属内部组成结构，可以增强 金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。(2)在金属表面覆盖一层保护层，以断 绝金属与外界物质接触，达到耐腐 蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、 塑料、电镀金属、氧化成致密的氧 化膜） (3)电化学保护法：牺牲阳极阴极保护 法、外加电流阴极保护法。 防护：37小结小结 在同