化学能转变为电能优秀课件

化学能转变为电能第1页，共29页，2023年，2月20日，星期三

请画出下列原电池的装置图，并分析电极反应，阐述电池的工作原理：温故知新（－）Zn|H2SO4|Cu(＋)

（－）Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(＋)第2页，共29页，2023年，2月20日，星期三原电池的工作原理：(以铜锌原电池为例）（1）确定电极名称：

正极（＋）（与电极材料有关通

负极（－）常较活泼的为负极）（2）分析电极反应：正极（＋）：2H++2e-→H2↑还原反应负极（－）：Zn→Zn2++2e-

氧化反应总式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

电流方向：正极（＋）→负极（－）（闭合回路）电子流向：负极（－）→正极（＋）（外电路）ZnCu稀H2SO4（－）（＋）e-I第3页，共29页，2023年，2月20日，星期三（3）电解质溶液：阴阳离子作定向移动

阴离子（SO42-)→阳极(Zn片）（内电路）

阳离子（H+)→阴极

(Cu片）

Zn2+进入溶液补充少H+引起的电荷变化，整个电解质溶液呈电中性（即电荷守恒）溶液的PH由小变大总之：一般都用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子；在电池内部，两极之间填充电解质溶液。放电时，负极上的电子通过导线流向用电器，从正极流回电池，形成电流。第4页，共29页，2023年，2月20日，星期三二、化学电源——应用之一请阅读课本P26－27有关锌锰干电池内容，写出酸性和碱性锌锰干电池的电极反应式，并比较二者的优缺点。第5页，共29页，2023年，2月20日，星期三1.锌锰干电池酸式锌锰干电池电极反应式：负极：Zn→Zn2＋＋2e－正极：2NH4++2e-→

2NH3+H2电池反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2实际使用过程中，是否有NH3和H2放出？如何“消失”？Zn生成[Zn(NH3)4]2+、

H2与MnO2反应→Mn2O3+H2O第6页，共29页，2023年，2月20日，星期三锌锰碱性电池：

锌锰碱性电池是一种新型的干电池。负极材料由锌片改为锌粉，正极材料为MnO2,还原产物为Mn2O3,电解质是KOH溶液，其放电曲线如图所示：请写出电极反应式并分析其工作原理。该电池有何优点？优点:工作电动势稳定,电池的容量和放电时间增加了几倍负极：Zn+2OH－→

Zn(OH)2＋2e-正极：2MnO2+H2O+2e-

→Mn2O3+2OH－

电池反应：

Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+

Mn2O3第7页，共29页，2023年，2月20日，星期三第8页，共29页，2023年，2月20日，星期三2.铅蓄电池正极：PbO2+4H++SO42-+2e-→PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42-→PbSO4+2e-放电时为原电池：充电时为电解池：电池反应：阳极：PbSO4+2H2O

→PbO2+

4H++SO42-＋2e-阴极：PbSO4

+2e-→Pb+SO42-电解池反应：第9页，共29页，2023年，2月20日，星期三钮扣电池：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，广泛用于电子仪器的电源。请书写电极反应式和电池反应。银-锌电池负极：Zn+2OH-→ZnO+H2O＋2e-

正极：Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-电池反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag阅读思考：思考：充电时的电极反应式和总反应式如何书写？第10页，共29页，2023年，2月20日，星期三二次电池:（可逆电池）阴极：正极：还原反应极→得电子极→电子流入极放电：原电池充电：电解池

负极：阳极：氧化反应极→电子流出极失电子极→氧化反应极失电子极→电子流出极→还原反应极得电子极电子流入极→第11页，共29页，2023年，2月20日，星期三心脏起博器的原电池

已知人体血液的pH值在7.35～7.45之间。将心脏起博器植入如图红色区域静脉血管内，请写出电极反应式并分析其工作原理。Zn-负极，Pt-正极；人体体液作电解质，溶解氧做氧化剂。负极反应：2Zn+4OH-→2Zn(OH)2

+4e-

正极反应：O2+4e-+2H2O→4OH-电池反应：2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2放出电脉冲进行工作第12页，共29页，2023年，2月20日，星期三3.氢氧燃料电池阅读课本P28－29内容，了解燃料电池的重要用途和有点。并书写电极反应式和电池反应第13页，共29页，2023年，2月20日，星期三燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性负极正极中性负极

正极碱性负极正极2H2

→4H+

＋4e-

O2+4H+

+4e-→4H2O2H2

→4H+＋

4e-

O2+2H2O+4e-→4OH-2H2+4OH-→4H2O＋4e-

O2+2H2O+4e-→4OH-第14页，共29页，2023年，2月20日，星期三固体燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

负极正极负极

正极2H2+2O2－→2H2O＋

4e-

O2+4e-→2O2－

2H2

→4H+＋

4e-

O2+4H+

+4e-→2H2O第15页，共29页，2023年，2月20日，星期三

有人设计将两根Pt丝做电极插入KOH溶液中，然后向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则此燃料电池的电极反应式为：负极________________________正极________________________CH4+10OH-→CO32-+7H2O＋8e－2O2+8e－+4H2O→8OH-阅读思考第16页，共29页，2023年，2月20日，星期三（1）利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。（2）碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池，加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。（3）负极：2Fe17→2Fe2++4e-，正极：O2+2H2O+4e-→4OH-，总反应方程式是：4Fe+3O2+6H2O===4Fe(OH)3

市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有大量的铁锈存在，请回答下列问题：（1）热敷袋使用时，为什么会放出热量？（2）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？（3）试写出有关的电极反应式和化学方程式。第17页，共29页，2023年，2月20日，星期三镍氢（MH-Ni)电池电池反应：1/2H2+NiO(OH)=Ni(OH)2

负极：

1/2H2+OH-

→H2O+e-

正极：

NiO(OH)+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-其它电池：第18页，共29页，2023年，2月20日，星期三海水电池（电解质溶液为海水）负极：4Al→4Al3++12e—，正极：3O2+6H2O+12e—→12OH—总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：2Li→2Li++2e—，正极：I2+2e—→2I—，总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。第19页，共29页，2023年，2月20日，星期三

(99理综)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在1500℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:

阳极反应式:

,

阴极反应式:O2+2CO2+4e-

→2CO32-

总电池反应式:.

2CO+2CO32-→4CO2+4e-

2CO+O2=2CO2第20页，共29页，2023年，2月20日，星期三如图所示：a、b是活泼性不同的金属电极，用湿润的KI－淀粉试纸检验石墨电极C产生的气体，试纸变蓝，试回答：①甲池是

池，乙池是

池。②a极为

极，b极为

极，C极为

极，Pt为

极。③Pt电极的电极反应式为

。甲稀H2SO4乙NaCl溶液abPtC原电电解正负阳

阴2H++2e==H2↑第21页，共29页，2023年，2月20日，星期三

有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子，电极反应式：

CH4+10OH-→CO32-+7H2O+8e-③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-→4OH-④电池放电后，溶液PH不断升高A.①②B.①③C.①④D.③④A第22页，共29页，2023年，2月20日，星期三（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液PH值的变化。第23页，共29页，2023年，2月20日，星期三1．如上图所示，通电后A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是

A、P是电源的正极B、F极上发生的反应为：4OH-→2H2O+O2↑+4e-C、电解时，甲、乙、丙三池中，除E、F两极外，其余电极均参加了反应D、通电后，甲池的PH减小，而乙、丙两池溶液的PH不变

B巩固练习第24页，共29页，2023年，2月20日，星期三1.根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：

Cu+2H2O==Cu(OH)2↓+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极石墨CuCuCu阴极石墨石墨FePt电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O综合应用第25页，共29页，2023年，2月20日，星期三2.下列反应能设计成原电池的是（）总结二：原电池可根据一个反应开始以后能自发进行的氧化还原反应设计，将氧化反应设计成电池的负极，还原反应设计成电池的正极，而设计出一个电解池则可将一个难以发生的氧化还原反应而进行。C、2Cl+2HOCl↑+H↑+2OH-222-E、Cu+2HOCu(OH)↓+H↑222A、Ag＋ClAgCl↓+--K、PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2OI、CO2+2OHCO3+H2O2－B、Zn＋CuCu+Zn2+2+D、2Fe+Fe3Fe3+2+F、2H+O2HO222G、2Fe+O+3HO2Fe(OH)223-H、Cl2