《1.3 化学能转化为电能——电池 课件 2021-2022学年高二化学鲁科版选修四 (1).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1.3 化学能转化为电能——电池 课件 2021-2022学年高二化学鲁科版选修四 (1).ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第3节 化学能转化为电能电池,.复习,练习1请根据在化学必修2中所学原电池有关知识，填空： 右图是一个 池，其中Zn 为 极，Cu为 极，电极反应 分别是 Zn: , Cu: ； 总反应方为 。 该装置将 能转化为 能。 请在右图上标出正负极名称和电子的流动方向。,返回,氧化反应,Zn Zn2+2e-,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,Cu2+2e- Cu,阴离子,阳离子,负极,正极,(阳离子),一、 原 电 池 原 理,外电路,内电路,总反应:,Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,活动探究,锌与CuSO4溶液反应中的能量变化与能量转化,锌粒溶解，表面产生了一层
2、红色的固体物质； CuSO4溶液颜色变浅，温度升高。,化学能转化为热能,实验1.请根据提供的仪器试剂设计实验，完成下表：试管，温度计，锌粒，CuSO4溶液,活动探究,实验2.如果锌与溶液的反应是放热反应，请设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施你所设计的实验。 试剂和仪器：CuSO4溶液，锌片，铜片，检流计，导线，大烧杯。 实验方案：,锌与CuSO4溶液反应中的能量变化与能量转化,活动探究,电流表指针发生偏转；锌片溶解,CuSO4溶液颜色变浅；铜片表面出现一层红色的固体物质,化学能转化为电能,下列装置能否实现化学能向电能的转化？如果不行，将如何改进使其形成原电池？,ZnSO4溶液,CuS
3、O4溶液,思考：,思考：,ZnSO4溶液,CuSO4溶液,盐桥：在U形管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。,改进的装置：,原电池的工作原理,盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移 动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子 不断从Zn极流向Cu极，使电流持续传导。,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,总反应：Zn+ Cu2+ Zn2+ + Cu,原电池的氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，两个原电池装置本质上是完全相同的。,此电池的优点： 1.能产生持续、稳定的电流。 2.电极分离,避免其他反应的发生;能量更多的转化为电能.,原电池的工作原理,练习1：
4、,为获得较长时间的稳定电流,如何将由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？,请将氧化还原反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+,Zn,比Zn不活泼的金属或石墨,CuSO4 、CuCl2等,设计成一个原电池。,负极： 正极： 电解质溶液：,练习2：,练习题3.请将右式所表示的氧化还原反应设计成一个原电池： Zn +Cu2+ =Cu + Zn2+ 画出装置图，标出电极材料，指出正负极， 注明外电路中电子的流向，写出两个电极上的电极反应。,练习：,已知氧化还原反应 Cu 2FeCl3 = 2FeCl2 CuCl2， 利用这一反应设计一个原电池，画出示意图， 标出
5、电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。,正极：,负极：,总反应：,CuCu2+ +2e-,2Fe3+2e- 2Fe2+,2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,二、化学电源,锂电池,干电池,叠层电池,纽扣电池,（各类电池）,生活中我们常使用各种各样的电池,用于“神七”的太阳能电池,笔记本电脑专用电池,手机专用电池,（3）燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。,化学电源分类,（2）二次电池 二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。,（1）一次电池 电池进
6、行氧化还原反应并放电完之后，就不能再次利用，如干电池。,1.干电池（普通锌锰电池）,电极反应方程式：,负极：,正极：,Zn 2e- = Zn2+,2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3 + H2O,反应总的方程式；,2MnO2+2NH4+ Zn=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+,碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵 做电解质，结构如图138所示，,其电极反应为：,2、蓄电池,铅蓄电池,正极材料上涂有棕褐色的PbO2，负极材料是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中。写出电极反应式。,铅蓄电池是二次电池，能放电又能充电。 放电是原电池原理； 充电是电解原理,3、燃料电池,特点： 电池的正负极反应物分别储存在电池之外的容器中。工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，同时将电极产物不断排出电池。,交流研讨,3.氢氧燃料电池,交流研讨 图1-3一10为一种氢氧燃料电池结构 示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极 材料为石墨，氢气和氧气(或空气)源源 不断地通到电极上。请你写出该电池的 电极反应和电池反应。,氢氧燃料电池的电极反应为：,电池反应为：,燃料电池优点:,能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点,在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：,在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：,减 少 污 染 节 约 资 源,