鲁科版 第一章 第三节 化学能转化为电能-电池

第三节

化学能转化为电能

--------原电池ks5u精品课件要点一：原电池、电解池、电镀池的比较负极到正极阴离子流向负极阳离子移向正极负极到阴极，阳极到正极正负相吸ks5u精品课件电池发明的小故事1791年他在解剖时在实验室将悬有去了皮的青蛙腿的铜钩挂在铁架台上，当青蛙碰到铁杆时，发现蛙腿会有肌肉抽搐的现象。伽伏尼认为动物的组织会产生电流，而金属是传递电流的导体。他从独特的角度认为电流是由两种不同的金属产生的，经过一系列的实验，终于在1800年成功研制了世界上第一个能产生稳定电流的电池（见右图）。（意大利生物学家伽伏尼）（法国物理学家、化学家伏特）CuZn稀硫酸ks5u精品课件ks5u精品课件ks5u精品课件A锌e-e-—铜SO42-Cu2+SO42-Cu2+Cu2+Zn2+Cu2+Cu2+SO42-CuSO4溶液Cu2+SO42-e-e-e-e-+思考与讨论Cu-Zn，CuSO4构成的原电池1、该电池的电子及离子流向？2电极反应？ks5u精品课件原理分析：负极:氧化反应正极：还原反应1、电极反应Zn

Zn2++2e-Cu2++2e-Cu

电子有锌流向铜阳离子→正极阴离子→负极总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu思考：Zn除了把电子转移给Cu，还有一部分Zn直接与CuSO4溶液接触，发生反应，怎样避免这样的现象？ks5u精品课件思考：CuZn

ZnSO4溶液CuSO4溶液

盐桥：在U形管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。ks5u精品课件思考：CuZn

ZnSO4溶液CuSO4溶液

盐桥：在U形管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。改进的装置：ks5u精品课件交流研讨：1、在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？2、在盐桥插入之后，检流计指针是否发生偏转？3、左右烧杯中各发生了什么反应？4、该装置与普通锌铜原电池相比，有什么不同的地方？ks5u精品课件盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极，使电流持续传导。ZnZn2++2e-Cu2++2e-Cu总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。ks5u精品课件练习1（2010·广东高考，双选）铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（）A.正极反应为：Zn-2e-=Zn2+

B.电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2++CuC.在外电路中，电子从负极流向正极D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液ks5u精品课件练习2、已知氧化还原反应Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2，利用这一反应设计一个原电池，画出示意图，标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。CuCl2FeCl3ACuC正极：负极：总反应：CuCu2++2e-2Fe3++2e-2Fe2+2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+ks5u精品课件练习3：电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn+2OH-===ZnO+H2O+2e-Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-

下列判断不正确的是（）A.锌为正极，Ag2O为负极B.锌为负极，Ag2O为正极C.原电池总反应为Zn+Ag2O====ZnO+2AgD.原电池工作时，负极区溶液pH减小ks5u精品课件用途广泛的电池用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池小型高性能燃料电池ks5u精品课件化学电池一次电池二次电池燃料电池氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池铅蓄电池锂离子电池普通干电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池

电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用。

又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复使用。

是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称连续电池。ks5u精品课件一、一次电池——锌锰干电池(-)Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2,C(+)负极(Zn)：Zn–2e-=Zn2+正极(MnO2和C)：2NH4++2e-=2H2+2NH3普通锌锰电池锌筒石墨棒MnO2和C普通锌锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和

H2O等工作原理ks5u精品课件碱性锌锰电池构造示意图碱性电池

(-)Zn│KOH│MnO2(+)负极(Zn)：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极(MnO2)：MnO2+2H2O+2e-=Mn（OH）2+2OH-电池总反应：Zn+MnO2+H2O=Mn（OH）2+ZnO优缺点简析：只能一次使用，不能充电；方便ks5u精品课件二、二次电池1、铅蓄电池是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板上覆盖PbO2,负极板上覆盖Pbks5u精品课件放电过程总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO4

正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O

氧化反应

还原反应负极：①放电过程（是原电池反应，化学能转化为电能）铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电ks5u精品课件②充电过程（是电解池反应，电能转化为化学能）PbSO4+2e-=Pb+SO42-

还原反应阴极：阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O放电充电人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电ks5u精品课件缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境

优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉

其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电放电铅蓄电池的优缺点简析：ks5u精品课件燃料电池ks5u精品课件

是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池）1、氢氧燃料电池燃料电池两电极一般是金属铂（Pt）或石墨

负极：通入H2正极：通入O2，总反应为：2H2+O2==2H2Oks5u精品课件负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应：2H2+O2=2H2O碱性负极：H2=2H++2e-

负极反应对吗？ks5u精品课件氢氧燃料电池负极：2H2-4e-=4H+

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应：2H2+O2=2H2O负极：2H2-4e-=4H+

正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O酸性中性ks5u精品课件练习1：

据媒体报道：以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行。质子交换膜燃料电池（PEMFC）常作为电动汽车的动力源。该燃料电池以氢为燃料，空气为氧化剂，铂做催化剂，导电离子是H+。该燃料电池:1、正极反应为：___________________。2、负极反应为：______________________。3、总的化学反应为：_____________________。4、氢离子通过电解质向_______移动。（正极、负极）点燃O2+4H++4e－

=2H2O2H2－4e－

=4H+2H2+O2=2H2O正极ks5u精品课件练习2、（2004年天津高考理综题）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是()A．a电极是负极B．b电极的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置Bks5u精品课件2、甲烷燃料电池负极材料：正极材料：电解质溶液：CH4O2KOH1.燃料电池总反应：CH4+2O2

+2KOH=K2CO3+3H2O2.正极：O2+2H2O+4e-=4OH-3.负极：CH4+8OH-+2KOH-8e-=K2CO3+6H2Oks5u精品课件甲烷燃料电池负极材料：正极材料：电解质溶液：CH4O2H2SO41.燃料电池总反应：CH4+2O2===CO2+2H2O2.正极：O2

+4e-

+4H+===2H2O3.负极：CH4

-8e-

+2H2O===8H+

+CO2ks5u精品课件甲烷燃料电池氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：

KOH溶液CH4O2H2Oab1、判断该燃料电池的正负极：a极为：__________，b极为：___________。2、甲烷与氧气燃烧的化学方程式：_____________________________3、该燃料电池的总反应方程式：_____________________________4、该燃料电池正极反应方程式：_____________________________5、该燃料电池负极反应方程式：_____________________________CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2OO2+2H2O+4e-=4OH-CH4+2O2=CO2+2H2O正极负极ks5u精品课件例3.有人设计将两根铂丝做电极插入到KOH溶液中，然后在两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃料电池。该电池中反应的化学方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，则关于此燃料电池的下列说法中错误的是（）A.通过甲烷的电极为电池的负极，通过氧气的电极为正极B.在标准状况下，每消耗5.6LO2，需转移1moL的电子C.通过甲烷电极的电极反应为：CH4+10OH－－8e－=CO32-+7H2OD.放电一段时间后，溶液的pH升高Dks5u精品课件3、甲醇燃料电池负极材料：正极材料：电解质溶液：CH4OO2H2SO41.燃料电池总反应：2CH4O+3O2===2CO2+4H2O2.正极：3O2

+12e-

+

12H+===6H2O3.负极：2CH4O

-12e-

+2H2O===12H+

+2CO2ks5u精品课件再见ks5u精品课件第三课时金属的腐蚀和防护ks5u精品课件我国每年因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的2%～

4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。资料ks5u精品课件金属的腐蚀与防护联想.质疑炒菜的铁锅不及时刷干净，几个小时就能够生锈，而普通的纯铁块确需要几天的时间才能生锈，为什么？（提示：1、炒菜的铁锅中除了含有铁之外，还含有什么物质？2、有时候我们在菜种加食盐，有时候加醋，它们的作用？）ks5u精品课件实验1、在试管中放入适量铁粉和碳粉，并加入电解质NaCl，仔细观察导管口出水面变化实验2、用HCl将试管润湿，加入铁粉和碳粉，仔细观察导管口出水面变化ks5u精品课件有气体被消耗有气体生成金属被腐蚀，你能写出两个实验的电极反应和总反应吗？ks5u精品课件吸氧腐蚀（电解质溶液呈中性、碱性或酸性较弱）负极：2Fe→2Fe2+＋4e-

正极：2H2O+O2+4e-→

4OH-总反应：Fe2O3ks5u精品课件析氢腐蚀（电解质溶液为酸性）负极：Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ－正极：２Ｈ＋＋２ｅ－→Ｈ２总反应：Ｆｅ＋２Ｈ＋＝Ｆｅ２＋＋Ｈ２↑ks5u精品课件化学腐蚀电化学腐蚀金属的腐蚀与防护1.电化学腐蚀：由于形成原电池而发生的腐蚀2.金属腐蚀的类型：吸氧腐蚀析氢腐蚀（主）（主）ks5u精品课件练习

如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（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