化学能与电能课件.pptx
第二章 化学反应与能量第二节化学能与电能第课时,1,1.掌握简单的电极反应的书写2.了解常见化学电池的组成与应用。3.了解新型燃料电池的组成和工作原理。,2,判断下列几个学生设计的装置，能形成原电池的是？,(),(),(),(),3,如果要设计一个原电池,思路如何?,思考：,4,1.请根据反应: 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+设计原电池，你有哪些可行方案?,Fe-Cu FeCl3,Fe-C Fe(NO3)3,Fe-Ag Fe2(SO4)3,5,2.一个原电池的总反应的离子方程式Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu，该反应的原电池的组成正确的是（ ）,c,6,6、设计原电池,设计思路（1） 以自发的氧化还原反应为基础（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，确定电极材料及电解质溶液关键（4） 画出示意图,7,练习,判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式。,(),(),(),2H+2e-H2,负极：,总反应：,正极：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,8,(),(),负极：,正极：,总反应：,正极：,负极：,总反应：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,或 Fe+CuSO4Cu+FeSO4,9,实践活动：水果电池,10,11,二、发展中的化学电源,12,化学电池,一次性电池：如干电池,二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等,燃料电池：氢氧燃料电池,二、发展中的化学电源,13,干电池,碱性电池,（1）干电池结构及电极反应原理,14,思考与交流：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NH4Cl显酸性），为了充分而有效地利用锌锰干电池，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。,碱性电池,二、发展中的化学电源,15,（1）干电池结构及电极反应原理,负极：Zn 2e- = Zn2+,正极：2NH4+ + 2e- = 2NH3+H2,Zn + 2NH4+ = Zn2+2NH3+H2,电池总反应式：,特点：,a：一次性电池，不可逆b：用KOH代替NH4Cl能提高 性能，延长寿命,16,2022/11/26,17,（2）充电电池(又称二次电池),负极: Pb +SO42- - 2e- = PbSO4,正极:PbO2 + 4H+ +SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O,铅蓄电池,特点：,电池总反应式：,二次电池,可再次充电使用,18,（2）镍镉碱性蓄电池和镍氢电池 P38,（3）新一代可充电的绿色电池锂离子电池特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。用途：手机，电脑、手表、心脏起搏器等。,19,思考与交流：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？请与同学们讨论、交流。,优点：可反复使用,二、发展中的化学电源,20,燃料电池：它是一种高效、环境友好的发电装置。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。燃料电池由3个主要部分组成：燃料电极（负极） ；电解液 ；空气氧气电极（正极） 。,3、燃料电池,21,氢氧燃料电池电极反应,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,22,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,二、发展中的化学电源,23,书写电极反应式应注意以下几点：,1电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的规则（打沉淀符号）；,3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与电解质溶液有关（如酸碱性，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）；思考：天然气染料电池如何书写电极反应式。,2将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，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,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。,上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中毒引起的。,二、发展中的化学电源,25,减 少 污 染 节 约 资 源,二、发展中的化学电源,26,课堂总结1.一个电极参与反应（简易原电池，干电池）：负极：M - ne- = Mx+正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属2.两个电极均参与反应 (铅蓄电池): 金属为负极，金属化合物为正极3.两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,27,二、原电池原理的应用,制作化学电源加快反应速率： 例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。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 + MnO2 = LiMnO2,下列说法正确的是（ ）A. Li是正极，电极反应为 Li e- = Li+B. Li是负极，电极反应为 Li e- = Li+C. Li是负极，电极反应为 MnO2 + e- = MnO2 D. Li是负极，电极反应为 Li 2e- = Li2+,B,29,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、Ag,B,30,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,31,2022/11/26,32,
