化学能与电能的转化 课件

3-3化学能与电能的转化学习任务：1、能从“氧化还原”的角度认识电化学反应，说出原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式2、能主动找出电化学装置模型的“切入口”，确定燃料电池，电化学腐蚀、铅蓄电池的电极名称、得失电子情况、外电路电子流动方向、电流方向、反应类型、离子迁移方向，并能熟练运用于解题过程中。3、能够说出金属发生电化学腐蚀的原因，防止金属腐蚀的措施。【课前回顾】氧化还原反应：氧化剂+还原剂→氧化产物+还原产物化合价______，___电子，被______，发生______反应降低得还原还原化合价______，___电子，被______，发生______反应升高失氧化氧化原电池：实现化学能转化为电能的装置电解池：实现电能转化为化学能的装置，能驱动非自发的氧’还’，自发的氧’还’原电池装置模型负正e—切入口：负极较活泼金属失电子被氧化得电子被还原SO42-Cu2+ZnCuZn-Cu-CuSO4

原电池工作原理：Zn片逐渐溶解，即Zn失电子被氧化形成Zn2+进入溶液，电子通过导线流向铜片，溶液中的Cu2+从铜片上得电子被还原成铜单质，沉积在铜片上[练习1]（单）依据氧化还原反应：Cu2＋(aq)＋Zn(s)＝Zn2＋(aq)＋Cu(s)，A.原电池工作时，X电极流出电子，发生氧化反应B.Cu作负极，发生的反应是Cu2++2e—=CuC.盐桥中的NO3—移向CuSO4溶液D.外电路中，电流由X流向Cu思考：1、保证电池反应不变的前提下，X、Cu可否换成其他材料？如果可换，可换成什么？2、盐桥中的离子如何迁移？盐桥起什么作用？A【练习2】据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关电池的叙述不正确的是(

)A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－

=4OH－B．工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量浓度不变C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2=2H2OD．若将电解液改为硫酸，负极的电极反应为：H2-2e—

=2H+B任务2：总结氢氧燃料电池碱性（KOH）介质：负极_____________________正极_____________________总反应___________________OH—的迁移方向__________，正极附近的pH变化_______总反应:2H2+O2=2H2O向负极变大

看电极反应,生成OH—，pH↑负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-酸性（H2SO4）介质：负极_____________________正极_____________________总反应___________________H+的迁移方向__________，正极附近的pH变化_______负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+4H++4e-=2H2O总反应:2H2+O2=2H2O向正极变大看电极反应,消耗H+，pH↑（—）

H2（+）

O2e—I阴离子总反应:2H2+O2=2H2O燃料电池1、总反应相当于燃烧(但反应途径不同)，不写点燃2、燃料在负极区反应，氧气在正极区反应，3、能量利用率提高，环保、绿色、友好巩固3：甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，关于甲烷燃料电池的说法不正确的是

（

）A.负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OB.正极反应式为O2＋2H2O+4e-=4OH-C.随着不断放电，电解质溶液碱性不变D.甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率高C【练习3】钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是A．钢铁生锈时负极的电极反应是Fe-3e—=Fe3+B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D．钢铁在潮湿的空气中能发生电化学腐蚀D析氢腐蚀：负极：__________________________

正极：__________________________总反应：_________________________Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2

↑（—）

Fe（+）

Ce—阴离子电解质酸性较强负极：__________________________

正极：__________________________总反应：_________________________2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2吸氧腐蚀（—）

Fe（+）

Ce—阴离子电解质酸性较弱、中性铁锈的形成过程Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O任务3：分析钢铁的腐蚀与防护关于金属腐蚀，你必须知道：腐蚀的本质：金属被氧化腐蚀的分类：铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O防护方法化学腐蚀电化学腐蚀—直接反应—原电池(腐蚀电流)更普遍吸氧腐蚀析氢腐蚀—中性、碱性、弱酸性—酸性（反应式）①覆盖②改变内部结构(不锈钢)③电化学防护牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法锌钢铁天然水天然水石墨钢铁e—e—（—）

（+）

得电子受保护的电极（+）

（—）

（阳）

（阴）

③电化学防护巩固4：结合下图判断，下列叙述正确的是A.Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B.Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是

Fe－2e－＝Fe2＋

C.Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是

O2＋2H2O＋4e－＝4OH－D.Ⅰ和Ⅱ中总反应均生成

Fe2＋A小结原电池装置首先应找准自发的氧化还原反应理解原电池原理可从“负极失电子被氧化”入手内电路中离子的迁移应从“电子带负电”入手【练习4】（双选）铅蓄电池的总反应式为：据此判断下列叙述正确的是A．放电时，H2SO4

浓度增加B．放电时，负极的电极反应式为：Pb+SO42-–2e—

=PbSO4

C．在充电时，电池中每转移1mol电子，理论上生成1mol硫酸D．在充电时，阴极发生的反应是PbSO4－2e－＋2H2O＝PbO2＋SO42－＋4H＋B任务4：分析铅蓄电池放电充电（—）Pb（+）PbO2H2SO4H2SO4PbPbO2e—e—负极：正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4(s)＋2H2O阴极：阳极：PbSO4(s)＋2H2O－2e－=PbO2(s)＋4H＋＋SO42－总反应：2PbSO4(s)＋2H2O=Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4Pb＋SO42－－2e－=PbSO4(s)PbSO4(s)＋2e－=Pb(s)＋