化学能转化为电能

第一页第二页，共49页。第二页第三页，共49页。第三页第四页，共49页。第四页第五页，共49页。第五页第六页，共49页。第六页第七页，共49页。第七页第八页，共49页。伏特和伏打电池第八页第九页，共49页。伏打电池的发明源于一个有趣的生物实验：在死去的青蛙腿上同时插入用导线连接着两种不同材料的电极，青蛙腿就像触电似的痉挛起来。你知道其中的奥秘吗？开题你听说过伏打电池吗？第九页第十页，共49页。【实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸，有何现象？CuZn稀硫酸锌片上有气泡产生，铜片上无现象原理:Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-第十页第十一页，共49页。【实验二】锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中实验现象：铜片上有气泡产生CuZn稀硫酸第十一页第十二页，共49页。问题探究CuZn稀硫酸1.铜片上产生什么气体?有人说H2是由铜和稀硫酸 在这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确吗？2.铜片上的电子从何来?第十二页第十三页，共49页。Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑3.如何检验电子的流动?问题探究CuZn稀硫酸Zn2+H+H+电流计AH2--电流方向电子方向第十三页第十四页，共49页。 根据能量守恒原理，这种产生出来的电能是从什么能量转变来的呢？一、原电池化学能转变为电能的装置电子的转移氧化还原反应电流第十四页第十五页，共49页。1、原电池的正负极判断负极：电子流出的一极，正极：电子流入的一极，CuZn稀硫酸Zn2+H+H+电流计AH2--活泼金属不活泼金属（或石墨）电流方向电子方向第十五页第十六页，共49页。2、电极反应 2H++2e－=H2↑负极：Zn－2e－=Zn2+正极：氧化反应还原反应氧化还原反应总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑(离子方程式)失去电子得到电子Zn+H2SO4

=ZnSO4

+H2↑(化学方程式)第十六页第十七页，共49页。氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失e,沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）小结：第十七页第十八页，共49页。二、形成简单原电池的条件1、两种活泼性不同的金属（或一种金属与石墨）作电极2、用导线相连（或直接接触），插入电解质溶液里，形成闭合回路3、至少一种金属能与电解质溶液自动发生氧化还原反应第十八页第十九页，共49页。【实验探究】：将铝片、石墨插入稀硫酸溶液中，是否可以形成原电池？石墨Al稀硫酸第十九页第二十页，共49页。石墨Al稀硫酸（1）说明反应的现象；（2）判断正负极；（3）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固练习1第二十页第二十一页，共49页。MgFe稀硫酸（1）说明反应的现象；（2）判断正负极；（3）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固练习2第二十一页第二十二页，共49页。CuZn硫酸铜【实验探究】：将锌片、铜片插入硫酸铜溶液中，是否可以形成原电池？第二十二页第二十三页，共49页。CuZn硫酸铜（1）说明两个电极质量的变化情况；（2）判断正负极；（3）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。

巩固练习3第二十三页第二十四页，共49页。第二十四页第二十五页，共49页。1.在如下图所示的8个装置中，属于原电池的有

.④⑥⑦e课堂练习:第二十五页第二十六页，共49页。练习1、写出下列原电池的电极反应式和原电池总反应式。负极（Fe):Fe-2e-

=Fe2+正极（C):2H+

+2e-

=H2↑总反应式：Fe+2H+=Fe2++

H2↑练习2、若把1中的稀H2SO4改为NaCl溶液，能否构成原电池，若能，请写出电极反应式和原电池总反应式。负极（Fe)Fe-2e-

=Fe2+正极（C)2H2O+O2+4e-

=4OH-总反应式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2第二十六页第二十七页，共49页。三、原电池的应用（1）将反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。（2）判断正负极并写出电极反应。石墨FeFeCl3溶液负极（铁）：Fe－2e－=Fe2+正极（石墨）：2Fe3++2e－=3Fe2+1、制作干电池、蓄电池、高能电池等。第二十七页第二十八页，共49页。2、比较金属活动性强弱。下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；第二十八页第二十九页，共49页。把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（）A：A>B>C>DB：A>C>B>DC：A>C>D>BD：B>D>C>AC第二十九页第三十页，共49页。3、比较反应速率下列制氢气的反应速率最快的是C.粗锌和1mol/L硫酸；A.纯锌和1mol/L硫酸；B.纯锌和18mol/L硫酸；D.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。第三十页第三十一页，共49页。为什么实验室制取氢气时常用不纯的锌？如果此装置中两极同时冒气泡，说明了什么？Zn不纯第三十一页第三十二页，共49页。4、比较金属腐蚀的快慢马口铁和白铁皮一旦有划痕后，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快？镀Sn镀Zn马口铁白铁第三十二页第三十三页，共49页。下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(2)(1)(3)第三十三页第三十四页，共49页。四.常见的化学电源●一次电池●二次电池●高能电池●燃料电池第三十四页第三十五页，共49页。锌－锰干电池四.常见的化学电源第三十五页第三十六页，共49页。Ⅰ.干电池(一次电池)电极:

Zn为负极,碳棒为正极电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。负极(Zn):Zn-2e-＝Zn2+正极(C):2NH4++2e-＝2NH3+H2

H2+2MnO2＝Mn2O3+H2O

去氢

4NH3+Zn2+

＝[Zn(NH3)4]2+

去氨电极方程式：四.常见的化学电源第三十六页第三十七页，共49页。铅蓄电池第三十七页第三十八页，共49页。第三十八页第三十九页，共49页。电极：Pb为负极；PbO2为正极.电解液:30%的H2SO4溶液电极反应式:负极(Pb)：

Pb+SO42-2e-＝PbSO4正极(PbO2)：PbO2+4H++SO42-+2e

＝PbSO4+2H2O总电池反应:PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4↓+2H2OⅡ.铅蓄电池(二次电池)(1.25～1.28g/cm-3)第三十九页第四十页，共49页。电极:Zn为负极，Ag2O为正极电解液:KOH溶液电极反应式:负极:Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2正极:Ag2O+H2O+2e-＝2Ag+2OH-总反应式:Zn+Ag2O+H2O＝2Ag+Zn(OH)2拓展创新银锌电池Ⅲ.高能电池(银锌电池、锂电池)第四十页第四十一页，共49页。电极:Pt制作的惰性电极电解质溶液:KOH溶液负极:2H2-4e-+4OH-＝4H2O正极:O2+2H2O+

4e-＝4OH-

总反应：2H2+O2＝2H2O氢氧燃料电池若为酸性介质，试写出电极反应式？思考:负极：2H2-4e-＝4H+正极:O2+4H++4e-＝2H2OⅣ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/煤气电池/海水-空气电池)第四十一页第四十二页，共49页。甲烷-氧气燃料电池该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气:负极：CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O正极：2O2+4H2O+8e-＝8OH-电池总反应式为：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2OⅣ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/煤气电池/海水-空气电池)第四十二页第四十三页，共49页。铝-空气-海水电池

Ⅳ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/

煤气电池/铝-海水-空气电池)1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。负极：4A1-12e-＝4A13+正极：3O2+6H2O+12e-＝12OH-电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O＝4A1(OH)3这种海水电池比“干电池”的能量高20～50倍。第四十三页第四十四页，共49页。综合训练（１）a极是（）极，电极反应式是

（２）b极是（）极，电极反应式是

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳制成，通入的气体在空隙中逸出,并在电极表面放电。

负2Ｈ２-４e-

+4OH-=4H2O正O2

+2H2O+４e-=4OH-回答：第四十四页第四十五页，共49页。阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应式为：2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH溶液，反应保持在一定温度下，使生成H2O蒸发，下列叙述正确的是（）A、H2为正极，O2为负极B、电极反应（正极）：O2+2H2O+4e=4OH-电极反应（负极）：2H2+4OH-=4H2O+4eC、负极发生氧化反应，正极发生还原反应。D、工作中电解质溶液PH值不断增大。B、C第四十五页第四十六页，共49页。(燃料电池)宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2＋O2＝2H2O，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，并指出各电极和电解质溶液的PH值的变化，若电解质溶液为KOH时又如何？1、电解质为盐酸时：负极：2H2－4e-＝4H＋PH值变小正极：O2＋4H＋＋4e-＝2H2OPH值变大溶液被稀释，PH值变大2、电解质为KOH时：负极：2H2－4e-＋4OH－＝4H2OPH值变小正极：O2＋2H2O＋4e-＝4OH－PH值变