化学能和电能相互转化

1、关于化学能与电能的相互转化第1页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四热身一下 判断下列装置属于原电池的是 ，属于电解池的是 ，属于电镀池的是 。（1）（2）（3）（4）（8）（7）（6）（5）(1)(4)(3)(5)(8)(5)第2页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四原电池电解池定义装置举例 形成条件将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置活动性不同的两电极连接电解质溶液或熔融电解质形成闭合电路能够自发进行的氧化还原反应两电极接电源电解质溶液或熔融电解质外接直流电源成闭合回路知识一原电池、电解池构成条件第3页，共28页，2022年，5月20日，

2、13点18分，星期四电极名称负极：正极：阳极：与电源 极相连的极阴极：与电源 极相连的极电极反应负极：正极：阳极： 阴极： 电子流向离子迁移阴离子向 极移动阳离子向 极移动 阴离子向 极移动阳离子向 极移动 知识二、原电池、电解池原理比较由负极沿导线流向正极由电源负极流入阴极，再由阳极流回电源正极 较活泼的金属（电子流出的一极） 较不活泼的金属或 能导电的非金属（电子流入的一极）正负金属失电子,氧化反应溶液中阴离子或电极金属失电子，氧化反应ZnZn2+ +2e- 2Cl Cl2 +2e溶液中阳离子得电子或氧气得电子(吸氧腐蚀)，还原反应2H+ + 2e H2溶液中阳离子得电子，还原反应2H+

3、+ 2e H2负正阳阴第4页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四原电池、电解池、电镀池判定规律： 若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定；若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。第5页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四问题研究如图所示是什么装置？两极发生什么现象？应该如何解释？若取出盐桥，又有什么现象？为什么？第6页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四4、正负极的判断方法：（2）根据电流方向或电子流动的方向判断（3）根据发

4、生的反应判断活泼性强的金属 作 负极活泼性较弱的金属或非金属作正极电子流出的一极为负极,电子流进的一极为正极电流是由正极流向负极 发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极（4）根据反应的现象判断 质量减轻的一极为负极,质量增加或有气泡冒出的一极为正极（5）根据离子的定向移动方向判断 阳离子移向正极，阴离子移向负极知识扫描（1）根据两极材料判断第7页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四稀硫酸CFeACuZn硫酸铜溶液食盐水FeCA负极：Zn-2e-=Zn2+正极：Cu2+2e-=Cu总：Zn+ Cu2+ Zn2+Cu负极： Fe - 2e- = Fe2+正极： 2H

5、+ + 2e- = H2总：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 负极： 2Fe -4e- = 2Fe2+正极： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-总：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 知识扫描5、电极反应式的书写第8页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四知识三原电池的应用1、燃料电池第9页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 负极正极负极 正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2

6、O2 知识扫描5、电极反应式的书写（固体燃料电池）第10页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四例: 据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电.试写出该电池放电时的电极反应和总反应式.试写乙醇作燃料， KOH作电解质溶液的燃料电池的电极反应和总反应5、电极反应式的书写（燃料电池）知识扫描 燃烧反应式2CH3OH3O22CO24H2O电池总反应2CH3OH3O2OH2CO326H2O负极: 2CH3OH12e 16OH 2CO3212H2O正极: 3O26H2O12e1

7、2OH第11页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四1.(2006重庆理综)铅蓄电池是典型的可充型电池，正负极板是惰性材料，电池总反应式：Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO42H2O请回答下列问题：放电时：正极的电极反应式是 电解液中H2SO4的浓度将变 ； 当外电路通过1mol电子时，理论上负 极板的质量增加 g。 放电充电 PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O； （负极：Pb-2e+SO42- =PbSO4 ）变小48知识扫描5、电极反应式的书写（蓄电池）第12页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四原电池电极反应的书写技

8、巧1、仅有一个电极材料参与反应的原电池： 负极：M-xe=Mx+ 正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属2、电极材料本身均不参与反应的电池（燃料电池） 两电极材料均为惰性电极 可燃性气体在负极失电子,助燃性气体在正极得电子 电极反应考虑电解质溶液3、两个电极均参与反应的原电池（如蓄电池) 电极材料：金属为负极，金属化合物为正极 电子得失均由两电极本身发生 电极反应需考虑电解质溶液的参与 方法点拨 注意原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒的运用第13页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四知识三原电池的应用【规律总结】 原电池的电极为惰性电极时，应考虑通入的气体或空气中的氧气发生的反应（

9、吸氧腐蚀的正极反应）。 判断电极反应、书写电极反应式时，不能忽视电解质中某些可参加反应的微粒。第14页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四原电池应用化学电源负极（锌筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正极（石墨） ： 2NH4+ +2e-+2MnO2= 2NH3+ H2O+Mn2O3 总反应：Zn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+H2O+Mn2O3 1、锌-锰干电池(酸性）常用电池的电极反应和电池总反应式书写第15页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四2、铅蓄电池负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正极PbO2：PbO2+4H+

10、+ SO42- +2e- =PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电充电第16页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，3、银-锌电池负极：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag第17页，共28页，2022年，5月20

11、日，13点18分，星期四6、锂电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极： ；正极： 。用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S第18页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四知识三原电池的应用 炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含有NaCl），第二天便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。试回答： （1）铁锅的锈蚀应属于 ，腐蚀的原因 。 （2）铁锅锈蚀的电极反应式为： 负极 ； 正极 ； 正、负极反应

12、产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为 。电化学腐蚀 铁锅为铁合金，铁和含有的少量碳及NaCl残液构成了原电池 2Fe 4e 2Fe2+2H2O+O2+4e 4OH Fe2+2OH =Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；Fe(OH)3Fe2O3nH2O2、金属腐蚀第19页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四知识三原电池的应用2、金属腐蚀钢铁电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀正极：2H+2e H2负极：FeFe2+ +2e负极：2Fe2Fe2+ +4e正极：O2+2H2O+4e 4OH金属腐蚀快到慢顺序：电解槽的阳极原电池负极直接置于空气原

13、电池正极电解槽的阴极金属防护a、改变金属的内部结构。b、在金属表面覆盖一层保护膜。c、电化学保护法：外加电流的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法第20页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四1、（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： ,正极： ； 若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为： 负极： 正极： 。（2）如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：中性或碱性 吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 例题解析第21页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四练一练可用

14、于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应 都为：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为： Al3OH 3e Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解 液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极A第22页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四练一练铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰 性材料，电池总反应式为： Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO4+2H2O 回答下列问题（

15、不考虑氢、氧的氧化还原） （1）放电时：正极的电极反应式是 _ _; 电解液中H2SO4的浓度将变_;当外 电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质 量增加_g。 （2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按题27图连接，电 解一段时间后，则在A电极上生成_、B电极上生成 _,此时铅蓄电池的正负极的极性将_ _。 （1）PbO2 + 2e + 4H+ +SO42 = PbSO4 + 2H2O ；小；48（2）Pb； PbO2 ；对换。第23页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四原电池的内外电路外电路内电路阳极负极返回第24页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四原电池中电子、离子的定向移动e-+返回第25页，共28页，2022年，5月20日，13点18分，星期四6. 2012福建理综化学卷9将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是A电极上发生还原反应B电子沿ZnabCu路径流动C片刻后甲池中c（SO42）增大D片刻后