化学能与电能PPT课件.pptx

1、第二章 化学反应与能量第二节化学能与电能第课时11.1.掌握简单的电极反应的书写掌握简单的电极反应的书写 2.2.了解常见化学电池的组成与应用。了解常见化学电池的组成与应用。 3.3.了解新型燃料电池的组成和工作原理。了解新型燃料电池的组成和工作原理。教学目标教学目标2判断下列几个学生设计的装置，能形成原电池判断下列几个学生设计的装置，能形成原电池的是？的是？ ( ( ) )( ( ) )( ( ) )( ( ) )3如果要设计一个原电池如果要设计一个原电池, ,思路如何思路如何? ?4 1. 1.请根据反应请根据反应: : 2Fe 2Fe3+3+ + Fe + Fe = 3 Fe = 3 F

2、e 2+2+设计原电池，你有哪些可行方案设计原电池，你有哪些可行方案? ?Fe-Cu FeClFe-Cu FeCl3 3Fe-C Fe(NOFe-C Fe(NO3 3) )3 3Fe-Ag FeFe-Ag Fe2 2(SO(SO4 4) )3 352.2.一个原电池的总反应的离子方程式一个原电池的总反应的离子方程式Zn + CuZn + Cu2+2+ = Zn = Zn2+2+ + Cu + Cu，该反应的原电该反应的原电池的组成正确的是（池的组成正确的是（ ）ABCD正极正极ZnZnAgCuCuCuCu负极负极CuCuCuCuZnZnZnZn电解质溶液电解质溶液CuClCuCl2 2H2SO

3、4CuSO4FeClFeCl2 2c66 6、设计原电池、设计原电池 设计思路（1） 以自发的为基础（2） 把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应（3） 以两极反应为基础，确定电极材料及确定电极材料及电解质溶液电解质溶液关键关键（4） 画出示意图7练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式。名称，并写出电极反应式。( ( ) )( ( ) )( ( ) )8( ( ) )( ( ) )9实践活动：水果电池实践活动：水果电池1011二、发展中的化学

4、电源二、发展中的化学电源干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池12化学电池化学电池一次性电池：如干电池一次性电池：如干电池二次电池（可充电电池）：铅蓄二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等电池等燃料电池：氢氧燃料电池燃料电池：氢氧燃料电池二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源13干电池碱性电池（1 1）干电池结构及电极反应原理）干电池结构及电极反应原理14 思考与交流：思考与交流：锌锰干电池即使不用，放置锌锰干电池即使不用，放置过久，也会失效（作为电解质的糊状过久，也会失效（作为电解质的糊状NHNH4 4ClCl显酸性），为了充分而有效地利用锌锰干显酸性），为了充分而有效地利用锌锰干电池，在购买

5、、保存和使用方面你有何经电池，在购买、保存和使用方面你有何经验与建议？请与同学交流分享。验与建议？请与同学交流分享。碱性电池二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源15（1 1）干电池结构及电极反应原理）干电池结构及电极反应原理负极：负极：Zn 2eZn 2e- - = Zn= Zn2+2+正极：正极：2NH2NH4 4+ + + 2e+ 2e- - = 2NH= 2NH3 3+H+H2 2Zn +Zn + 2NH2NH4 4+ + = = ZnZn2+2+2NH+2NH3 3+H+H2 2电池总反应式：电池总反应式：特点：特点：a a：一次性电池，不可逆一次性电池，不可逆b b：用用KOHK

6、OH代替代替NH4ClNH4Cl能提高能提高 性能，延长寿命性能，延长寿命162022-5-2117（2 2）充电电池）充电电池( (又称二次电池又称二次电池) )负极负极: : PbPb +SO +SO4 42- 2- - 2e- 2e- - = PbSO= PbSO4 4 正极正极: :PbOPbO2 2 + 4H + 4H+ + +SO +SO4 42-2- +2e +2e- - = PbSO= PbSO4 4 + 2H + 2H2 2O O铅蓄电池铅蓄电池特点：特点：电池总反应式：电池总反应式：二次电池二次电池, ,可再次充电使用可再次充电使用18（2 2）镍镉碱性蓄电池和镍氢电池）镍

7、镉碱性蓄电池和镍氢电池 P P3838（3 3）新一代可充电的）新一代可充电的绿色电池绿色电池锂锂离子电池离子电池特点：高能电池，电压高，质量轻，贮特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。存时间长等。用途：手机，电脑、手表、心脏起搏器用途：手机，电脑、手表、心脏起搏器等。等。19 思考与交流：思考与交流：充电电池与一次电池相比有何优充电电池与一次电池相比有何优点？如何科学合理地使用充电电池？请与同学点？如何科学合理地使用充电电池？请与同学们讨论、交流。们讨论、交流。优点：可反复使用优点：可反复使用二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源20燃料电池：它是一种高效、环燃料电池：它是一种高效

8、、环境友好的发电装置。它的电极境友好的发电装置。它的电极材料一般为活性电极，具有很材料一般为活性电极，具有很强的强的催化催化活性，如活性，如铂电极，活铂电极，活性炭电极性炭电极等。燃料电池由等。燃料电池由3 3个个主要部分组成：主要部分组成：燃料电极（负燃料电极（负极）极） ；电解液电解液 ；空气氧气空气氧气电极（正极）电极（正极） 。3 3、燃料电池、燃料电池21氢氧燃料电池电极反应氢氧燃料电池电极反应总反应：总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 2H2H2 2 - 4e - 4e- - = = 4H4H+ + O O2 2 + 4H + 4H+ + + 4e+ 4e- - = 2H=

9、2H2 2O O2H2H2 2 - 4e - 4e- - = 4H = 4H+ + O O2 2 + 2H + 2H2 2O + 4eO + 4e- - = 4OH= 4OH- -2H2H2 2 + 4OH + 4OH- - - 4e- 4e- - = 4H = 4H2 2O O O O2 2 + 2H + 2H2 2O + 4eO + 4e- - = 4OH= 4OH- -22 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全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界输入，同时将电极反应产物不断排出

10、电池二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源23书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：1 1电极反应是一种电极反应是一种离子反应离子反应，遵循书写离子反应，遵循书写离子反应的规则（的规则（打沉淀符号）打沉淀符号）；3 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与原产物，与电解质溶液有关电解质溶液有关（如（如酸碱性，酸碱性，4 4价的价的C C在在酸性溶液中酸性溶液中以以COCO2 2形式存在，在形式存在，在碱性溶液中碱性溶液中以以COCO3 32 2形式存在）；形式存在）；思考：天然气染料电池如何书写电极反应式。思考：天然气

11、染料电池如何书写电极反应式。2 2将两极反应的电子得失数配平后，将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；24废电池对环境的危害废电池对环境的危害 电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢弃废电电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢弃废电池会对环境造成严重的污染。池会对环境造成严重的污染。二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源25减减 少少 污污 染染 节节 约约 资资 源源二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源26课堂总结1.1.一个电极参与反应（简易原电池，干电池）：一个电极参与反应（简易原电池，干

12、电池）：负极：负极：M - neM - ne- - = M= Mx+x+正极：正极：析氢析氢或或吸氧吸氧或或析出不活泼金属析出不活泼金属2.2.两个电极均参与反应两个电极均参与反应 ( (铅蓄电池铅蓄电池): ): 金属为负极，金属化合物为正极金属为负极，金属化合物为正极3.3.两个电极均不参与反应（燃料电池）：两个电极均不参与反应（燃料电池）： 助燃气体在正极反应，可燃气体在负极反应助燃气体在正极反应，可燃气体在负极反应 27二、原电池原理的应用二、原电池原理的应用制作化学电源制作化学电源加快反应速率：加快反应速率： 例如，实验室制例如，实验室制H H2 2时，由于锌太纯，反应一时，由于锌太

13、纯，反应一般较慢，可加入少量般较慢，可加入少量CuSOCuSO4 4以加快反应速率。以加快反应速率。判断金属活动性的强弱判断金属活动性的强弱电化学保护法，即将金属作为原电池的正电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。极而受到保护。如在铁器表面镀锌。28 某种锂电池的总反应为Li + MnOLi + MnO2 2 = LiMnO= LiMnO2 2, ,下列说法正确的是（ ）A. LiA. Li是正极，电极反应为是正极，电极反应为 Li Li e e- - = Li= Li+ +B. LiB. Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为 Li Li e e- - = L

14、i= Li+ +C. LiC. Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为 MnOMnO2 2 + e+ e- - = MnO= MnO2 2 D. LiD. Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为 Li Li 2e2e- - = Li= Li2+2+B B29 钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是（ ） A、Sn B、Zn C、Cu D、AgB B30对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是（ ） 锌片溶解了32.5g 锌片增加了32.5g 铜片上析出1g氢气 铜片上析出2 g 氢气A、 和 B、 和 C、 和 D、 和 A A312022-5-2132