化学能与电能2.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,欢迎您！,#,难点提示：,重点：初步认识原电池概念、原理、组成及应用难点：通过原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值第,1,页,/,共,25,页,求知课堂互动,一、化学能与电能的相互转化,1,、一次能源和二次能源,一次能源：,的能源直接从自然界取得,分为,水力、风力、潮汐、地热、煤、石油、天然气、天然铀矿等,其特点是：,在于自存然界，可直接获得,第,2,页,/,共,25,页,二次能：,的 能源常见的如：,一次能源经过加工、转换得到,电能、蒸汽能、机械能等,其特点是：,把存在于自然界的能源经加,工转换得到,由于电能具有易输送、能储藏，可以很方便地转换为光能、热能、机械能，而且适用范围广的特点，是最重要的二次能源第,3,页,/,共,25,页,2,、化学能通过燃烧转化为电能,传统的化学能转化为电能的方式是通过化石燃料的燃烧,其转换过程：,化学能,燃烧,热能,蒸汽,机械能,发电机,电能,通过锅,炉实现,通过蒸汽,机实现,通过发电机实现,缺点：,由于转换环节多，存在效率低、能源浪费、环境污染严重等问题,第,4,页,/,共,25,页,3,、化学能通过原电池转化为电能,铜锌原电池,实验,24 P,35,现象：关闭电键,K,可以看到电流计,，,锌片,，铜片上,。

反应原理：锌片：,铜片：,总反应式：,指针偏转,溶解,产生气泡,Zn2e,=Zn,2+,2H,+,+2e,=H,2,Zn+2H,+,=Zn,2+,+H,2,第,5,页,/,共,25,页,a,、,把锌片换成镁片 镁片：铜片：总反应式,Mg2e,=Mg,2+,2H,+,+2e,=H,2,Mg+2H,+,=Mg,2+,+H,2,b,、,把锌片换成铁片,铁片：,铜片：,总反应式：,Fe2e,=Fe,2+,2H,+,+2e,=H,2,Fe+2H,+,=Fe,2+,+H,2,第,6,页,/,共,25,页,c,、,把,H,2,SO,4,换成,Cu SO,4,锌片：铜片：总反应式：看到的现象：锌片,，铜片,，,Cu SO,4,溶液,Zn2e,=Zn,2+,Cu,2+,+2e,=Cu,Zn+Cu,2+,=Zn,2+,+Cu,溶解,变粗,颜色变浅,原电池小结,定义：,将化学能转变为电能的装置,本质：,电子的转移,第,7,页,/,共,25,页,原电池正、负极的判断,a,根据电子流向判断，电子流出的一极为,极，电子流入的一极为,极,b,根据电极金属的活泼性判断，较活泼的金属为,极，较不活泼的金属或非金属为,极,c,根据反应类型判断，失电子发生氧化反应的为,极，得电子发生还原反应的为,极,d,根据反应现象判断，通常负极会逐渐溶解，正极会有气体产生或有固体析出。

负,正,负,正,负,正,第,8,页,/,共,25,页,原电池形成条件：,a,活动性不同的两电极（连接）；,b,电解质溶液（插入其中并与电极自发反应）,；,c,电极形成闭合电路第,9,页,/,共,25,页,电子流动方向（与电流方向相反）,负极,导线,正极,原电池电极反应方程式的书写,a,、确定原电池的正、负极，以及两极上发生反应的物质，在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应b,、书写电极反应式时，应重视介质是否参与反应，并注意两极得失电子总数相等c,、将两极的电极反应式相加可得原电池的总反应式第,10,页,/,共,25,页,原电池原理的应用,a,、加快氧化还原反应的速率,b,、比较金属的活动性强弱,c,、设计原电池,如利用,Cu+2FeCl,3,=CuCl,2,+2FeCl,2,的氧化还原反应设计原电池,负极：,Cu2e,=Cu,2+,氧化反应,正极：,2Fe,3+,+2e,=2Fe,2+,还原反应,d,、金属的腐蚀,第,11,页,/,共,25,页,例如铁的腐蚀,1,、析氢腐蚀,（酸性较强的条件下的腐蚀）,负极：,Fe2e,=Fe,2+,正极：,2H,+,+2e,=H,2,2,、吸氧腐蚀,（酸性较弱或中性条件下的腐蚀）,负极：,2Fe4e,=2Fe,2+,正极：,O,2,+2H,2,O+4e,=4OH,第,12,页,/,共,25,页,1,、烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡，小心地从烧杯中央滴入,Cu SO,4,溶液，反应一段时间后，观察到的现象是（）,A,两圈仍保持平衡,B,有气泡产生，两圈摇摆不定,C,铁圈向下倾斜,D,银圈向下倾斜,银圈,铁圈,D,第,13,页,/,共,25,页,2,、由镁片、铝片、导线和,NaOH,溶液构成的 原电池的负极是,，,正极反应式,，,负极反应式,。

铝片,6H,+,+6e,=3H,2,2Al 6e,+8OH,=2AlO,2,+4H,2,O,二、发展中的化学电源,第,14,页,/,共,25,页,1,、,干电池,干电池是用锌制筒形外壳作,，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作,，在石墨周围填充,NH,4,Cl,和淀粉糊作电解质，还填有,黑色粉末，吸收正极放出的,电极反应式为：负极：,正极：,电池总反应式：,负极,正极,MnO,2,H,2,Zn2e,=Zn,2+,2NH,4,+,+2e,=2NH,3,+2H,2,（,2MnO,2,+H,2,=Mn,2,O,3,+H,2,O,）,Zn+2NH,4,+,=Zn,2+,+2NH,3,+2H,2,第,15,页,/,共,25,页,淀粉糊的作用是：,提高阴、阳离子在两极的迁移速率,干电池的特点是：,只能一次性使用,2,、充电电池,充电电池又称,可充电电池是两极都参加反应的电池这是一种发展较快的原电池，如铅蓄电池、银锌电池、（纽扣电池）、锂电池、爱迪生蓄电池等，它们的负极是,，正极一般是,放电时，负极被,正极材料的氧化物被,，充电时的电极反应与放电时相反较活泼的金属,金属氧化物,二次电池,氧化,还原,第,16,页,/,共,25,页,铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明塑料制成方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的,，负极板是海绵状的,，两极均浸入,溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。

负极：,正极：,放电总反应式：,铅蓄电池,PbO,2,金属铅,硫酸,Pb+SO,4,2,2e,=PbSO,4,PbO,2,+4H,+,+SO,4,2,+2e,=PbSO,4,+2H,2,O,Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,=2PbSO,4,+2H,2,O,第,17,页,/,共,25,页,当硫酸的浓度降低，溶液的密度达,1.18g/cm,3,时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用，电极反应为：,阳极：,阴极：,充电总反应式：,铅蓄电池放电和充电总反应式：,PbSO,4,+2H,2,O2e,=PbO,2,+4H,+,+SO,4,2,PbSO,4,+2e,=,Pb+SO,4,2,2PbSO,4,+2H,2,O=Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,Pb+PbO,2,+2H,2,SO,4,2PbSO,4,+2H,2,O,放电,充电,第,18,页,/,共,25,页,镍镉电池,镍镉电池以,Cd,为负极，,NiO(OH),为正极，以,KOH,为电解质,负极：,正极：,放电总反应式：,Cd2e,+2OH,=Cd(OH),2,2NiO(OH)+2H,2,O+2e,=2Ni(OH),2,+2OH,Cd,+2NiO(OH),2,+2H,2,O=Cd(OH),2,+2Ni(OH),2,第,19,页,/,共,25,页,氢镍电池,负极：,正极：,放电总反应式：,H,2,+2OH,2e,=2H,2,O,2NiO(OH)+2H,2,O+2e,=2Ni(OH),2,+2OH,H,2,+2NiO(OH)=2Ni(OH),2,锂电池,锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、可移动、摄象机等低功耗电器的主流电源。

第,20,页,/,共,25,页,三、燃料电池,氢氧燃料电池,氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域它的电极材料一般为铂电极，活性炭电极，电解质溶液一般为,40%,的,KOH,溶液负极：,正极：,放电总反应式：,2H,2,+4OH,4e,=4H,2,O,O,2,+2H,2,O+4e,=4OH,2H,2,+O,2,=2H,2,O,第,21,页,/,共,25,页,若电解质溶液为稀,H,2,SO,4,负极：,正极：,放电总反应式：,2H,2,4e,=4H,+,O,2,+4H,+,+4e,=2H,2,O,2H,2,+O,2,=2H,2,O,第,22,页,/,共,25,页,甲烷氧气燃料电池,该电池用铂片插入,KOH,溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气,负极：,正极：,放电总反应式：,CH,4,+10OH,8e,=CO,3,2,+7H,2,O,2O,2,+4H,2,O+8e,=8OH,CH,4,+2O,2,+2KOH=K,2,CO,3,+3H,2,O,第,23,页,/,共,25,页,Al,空气,海水电池,负极：,正极：,放电总反应式：,4Al 12e,=4Al,3+,3O,2,+6H,2,O+12e,=12OH,4Al+3O,2,+6H,2,O=4Al(OH),3,第,24,页,/,共,25,页,;https:/www.himawari-。