化学能与电能3课件

第二单元1-第二单元1-2.构成原电池的条件(1)有两个相连的电极。较活泼金属作负极，较不活泼金属或非金属作正极。(3)在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。（必定是放热反应）(2)两电极都接触电解质溶液（酸、碱、盐）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路一.原电池1.概念把化学能转化为电能的装置叫原电池练习P11272-2.构成原电池的条件(1)有两个相连的电极。较活泼金属作负极3、简单原电池的工作原理负极(锌)电子流向与电流方向总反应方程式：正极(铜)电子流向：负极（Zn)外电路正极（Cu）电流方向：正极（Cu）外电路负极（Zn）Zn-2e－＝Zn2+(锌板溶解,发生氧化反应)2H++2e－＝H2（铜板上有气泡,发生还原反应)Zn+2H+=Zn2++H2电极反应离子流向：阳离子正极阴离子负极Zn+H2SO4=ZnSO4+H23-3、简单原电池的工作原理负极(锌)电子流向与电流方向总反电极电极材料反应类型电子流动方向负极正极较活泼的金属较不活泼的金属氧化反应还原反应电子流出电子流入4、正负极和电子流向的判断4-负极正极较活泼的金属较不活泼的金属氧化反应还原反应电子流出电5.电极反应的书写（1）与总反应式有关（2）与电解质环境有关a与溶液的酸碱性有关（如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在、在碱性溶液中以CO32-形式存在）；

b

溶液中不存在O2-——在酸性溶液中H+它与结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与H2O结合成OH-。（3）与题给信息有关具体书写方法1、确定正负极2、找出化合价的变化的一对离子3、通过添加H+（酸性）或OH-（碱性环境）配平电荷4、反应相加得到总反应，总反应减去负极反应得到正极反应、总反应减去正极反应得到负极反应5-5.电极反应的书写（1）与总反应式有关具体书写方法5-对于下列装置中的反应，写出相应的电极反应式并注明反应类型：(1)甲装置中，Zn极：Ag极：(2)乙装置中，Cu极：Ag极：(3)丙装置中，Fe极：C极：(4)丁装置中，Pt极：Fe极：6-对于下列装置中的反应，写出相应的电极反应式并注明反应类型：负极：2Al+8OH－－6e-=2AlO2－+4H2O正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH－

总：Cu+4H++2NO3－=2NO2↑+Cu2++2H2O负极：Cu—2e-=Cu2+正极：4H++2NO3－+2e-=2NO2↑+2H2O总：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2

↑7-总：Cu+4H++2NO3－=2NO2↑+Cu6、设计原电池（1）[拓展]请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池。1、电解液：

。2、电极材料：正极

，负极

。3、电极反应式：负极:.正极:.8-6、设计原电池1、电解液：5、设计原电池（2）[拓展]设计一个原电池，其原电池反应为：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2写出电极名称和电极反应式。1、电解液：

。2、电极材料：正极

，负极

。3、电极反应式：负极:.正极:.练习P11289-5、设计原电池1、电解液：二.化学电源一次电池（如干电池）:用过后不能复原二次电池（如蓄电池）:充电后能继续使用燃料电池海水电池

10-二.化学电源一次电池（如干电池）:用过后不能复原10-银锌电池—钮扣电池

该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。发生反应后生成Ag和ZnO,其电极反应式为：

负极：Zn+2OH--2e-

=

ZnO+H2O

正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-一、干电池——一次电池银锌扭扣电池总反应式为：Zn+

Ag2O=

ZnO+2Ag11-银锌电池—钮扣电池

该电池使用寿命较长，广泛负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2OZn-Mn普通干电池12-负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+Zn-Mn普通干电池1锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2,负极材料为Zn，还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液，总：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH请写出电极反应式并分析其工作原理。负极：Zn+2OH－－2e-=Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH

+2OH－

总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH碱性Zn-Mn干电池13-锌锰碱性电池是一种新型的干电池。负极：Zn+2OH－－2二、铅蓄电池——二次电池1、电极材料及原料2、电解质溶液3、电极反应式：正极：PbO2

负极：PbH2SO4溶液负极（Pb）:

Pb-2e-+SO42

-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正极（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：14-二、铅蓄电池——二次电池1、电极材料及原料正极：PbO2负极：Pb+SO42-=PbSO4+2e-正极：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O电池总反应：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O阴极：PbSO4+2e-＝Pb+SO42-阳极：PbSO4+2H2O＝PbO2+SO42-+4H++2e-

电池总反应：2PbSO4+2H2O＝Pb+PbO2+2SO42-+4H+铅蓄电池的放电过程——原电池铅蓄电池的充电过程——电解池放电充电2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程15-负极：Pb+SO42-=PbSO4+2e-阴极：PbSO

把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”优点：效率高、无污染，装置可持续使用

燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池

三、新型燃料电池16-把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换燃料电池负极：2H2+4OH--4e-=4H2O

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

总反应：O2+2H2=2H2O常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池等。如图电池反应17-燃料电池常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、铝-空气怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？

书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（2）写出正极的电极反应式(一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。正极反应一般为

①酸性介质

②碱性介质O2+4H++4e－=2H2OO2+2H2O+4e－=4OH-18-怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？正极反应一般为

①酸CH4、O2、NaOH组成的燃料电池1.燃烧总化学反应：

CH4+2O2→CO2+2H2O2.燃料电池总反应：

3.正极：4.负极：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O2O2+4H2O+8e－=8OH-CH4+10OH--8e－=CO32-+7H2O19-CH4、O2、NaOH组成的燃料电池CH4+2OH-+2O甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质溶液构成的新型手机电池，电量可达现用镍氢或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。据此回答：

(1)甲醇是

极,电极反应式是:

;(2)电池反应的离子方程式:

2CH3OH+16OH--12e－=2CO32-+12H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O.

负20-甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质溶液构成的新型手机电池固体燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

负极正极负极

正极2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

21-固体燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O负四、海水电池1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池”高20～50倍。电极反应式为：负极：正极：电池总反应：4Al-12e-=4Al3+3O2+6H2O+12e-=12OH-4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓22-四、海水电池1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型三.电解原理及电解池

1.原理:使电流通过电解质溶液而在阴,阳两极引起氧化还原反应.2.电解池

定义:把电能转化为化学能的装置构成条件:与外加电源相连的两个电极

有电解质溶液

形成闭合回路3.电极名称和电极反应

与电源负极相连的电极叫阴极，与电源正极相连的电极叫阳极。23-三.电解原理及电解池

1.原理:使电流通过电解质溶液而在阴,阴极:与电源负极相连，电子流入，发生还原反应阳极:与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应4.电极的判断e－e－CC阴极阳极电解质溶液5.离子的流向阳离子移向阴极阴离子移向阳极24-阴极:与电源负极相连，阳极:与电源正极相连，4.电极的判断5.电极产物的判断及电极反应的书写阳极:先看电极后看溶液(1)活泼金属电极:金属电极失电子（除金和铂)(2)惰性电极:溶液中阴离子失去电子,失电子能力为:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-阴极:溶液中阳离子得电子,得电子能力为:

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>……25-5.电极产物的判断及电极反应的书写阳极:先看电极后看溶液25如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其电极反应式为：阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：4H++4e－＝2H2↑总反应：2H2O＝＝O2↑+2H2↑电解电解后溶液中溶质的质量分数增大，若要恢复原来的浓度，只需加入一定量的水即可。用惰性电极电解电解质溶液规律(1)电解水型：26-如电解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液时其如电解盐酸、CuCl2溶液等电解后溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量的溶质(通入一定量的HCl气体)阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极：2H++2e－＝H2↑总反应：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑电解电解盐酸(2)电解本身：27-如电解盐酸、CuCl2溶液等电解后溶液中溶质如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。阳极：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑阴极：2Cu2++4e－＝2Cu总反应：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4

电解电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需加入一定量金属氧化物。电解CuSO4溶液(3)放氧生酸型：28-如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。阳极：4OH－－如电解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。电解后原溶液中溶质的质量分数减小，若要恢复原来的组成和浓度，需通入一定量的HCl气体。阳极(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极(C)：2H++2e－＝H2↑总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑电解(4)放氢生碱型：29-如电解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。电解2、活泼金属的冶炼（1）钠的制取（2）镁的制取（3）铝的制取总反应式:2NaCl2Na+Cl2↑总反应式:MgCl2Mg+Cl2↑总反应式:2Al2O32Al+3O2↑1、氯碱工业——电解饱和食盐水总反应：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑电解6.电解原理的应用30-2、活泼金属的冶炼总反应式:2NaCl3.电镀铜(1)电镀是利用电解原理在某些镀件上镀上一层其他金属或合金的过程，是电解的一个重要应用。(2)电镀池的形成条件

阴极：待镀金属制品

阳极：镀层金属

电镀液：含有镀层金属阳离子的可溶性盐溶液

31-3.电镀铜(1)电镀是利用电解原理在某些镀件上镀上一镀件铜氯化铜溶液实验现象阳极：阴极：铜变小有红色固体产生反应方程式Cu－2e-＝Cu2+Cu2++2e-＝Cu电镀液的组成及酸碱性不会变化32-镀件铜氯化铜溶液实验现象阳极：铜4、铜的电解精炼⑴、粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+纯铜粗铜－CuSO4溶液⑵、粗铜的精炼以粗铜为阳极，以纯铜为阴极，以CuSO4溶液为电解液进行电解阳极：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+

阴极：Cu2++2e－＝Cu长时间电解后必须补充电解液33-4、铜的电解精炼⑴、粗铜所含的杂质Zn、Fe、Ni、Ag、A第三单元34-第三单元34-金属阳离子失e-氧化反应化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）一、金属腐蚀金属原子2、金属腐蚀的本质：金属腐蚀的类型3、1、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化—还原）而腐蚀损耗的过程。35-金属阳离