《化学能转化为电能.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学能转化为电能.pptx（49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1页/共49页第2页/共49页第3页/共49页第4页/共49页第5页/共49页第6页/共49页第7页/共49页伏 特 和 伏 打 电 池第8页/共49页 伏打电池的发明源于一个有趣的生物实验：在死去的青蛙腿上同时插入用导线连接着两种不同材料的电极，青蛙腿就像触电似的痉挛起来。你知道其中的奥秘吗？你知道其中的奥秘吗？开开 题题你听说过伏打电池吗？第9页/共49页【实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸，有何现象？CuZn 稀硫酸稀硫酸锌片上锌片上有有气泡气泡产生，铜片上无现象产生，铜片上无现象原理:Zn+2H+=Zn2+H22e-第10页/共49页【实验二】锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中实验现象
2、实验现象：铜片上有气泡产生铜片上有气泡产生CuZn 稀硫酸稀硫酸第11页/共49页问题探究问题探究CuZn 稀硫酸稀硫酸1.铜片上产生什么气体?有人说H2是由铜和稀硫酸在这种特定的条件下反应产生出来的。这种想法正确吗？2.铜片上的电子从何来?第12页/共49页Zn2e=Zn2+2H+2e=H2 3.如何检验电子的流动?问题探究问题探究CuZn 稀硫酸稀硫酸Zn2+H+H+电流计AH2-电流方向电子方向第13页/共49页根据能量守恒原理，这种产生出来的电能是从什么能量转变来的呢？一、原电池化学能转变为电能的装置电子的转移氧化还原反应电流第14页/共49页1、原电池的正负极判断负极：负极：电子流出
3、的一极，电子流出的一极，正极：正极：电子流入的一极，电子流入的一极，CuZn 稀硫酸稀硫酸Zn2+H+H+电流计AH2-活泼金属活泼金属不活泼金属（或石墨）不活泼金属（或石墨）电流方向电子方向第15页/共49页2、电极反应2H+2e=H2 负极：Zn2e=Zn2+正极：氧化反应还原反应氧化还原反应总反应：Zn+2H+=Zn2+H2(离子方程式)失去电子得到电子Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(化学方程式)第16页/共49页氧化反应氧化反应Zn-2e=ZnZn-2e=Zn2+2+铜锌原电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液失失e,e,沿导线传递，有电流产生沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H
4、2H+2e=H+2e=H2 2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H2H+2e+2e-=H=H2 2ZnZn2e2e-=Zn=Zn2+2+Zn+2HZn+2H+=Zn=Zn2+2+H+H2 2Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电电极极反反应应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）小结：小结：第17页/共49页二、形成简单原电池的条件二、形成简单原电池的条件1、两种、两种活泼性活泼性不同不同的金属的金属 （或一种金属与（或一种金属与石墨石墨）作
5、）作电极电极2、用、用导线导线相连（或相连（或直接接触直接接触），插入），插入电解质溶液电解质溶液里，里，形成形成闭合闭合回路回路3、至少一种金属能与电解质溶液自动发生、至少一种金属能与电解质溶液自动发生氧化还原氧化还原反应反应第18页/共49页【实验探究】：将铝片、石墨插入稀硫酸溶液中，是否可以形成原电池？石墨Al 稀硫酸稀硫酸第19页/共49页石墨Al 稀硫酸稀硫酸（1）说明反应的现象；）说明反应的现象；（2）判断正负极；）判断正负极；（3）写出电极反应式；）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固练习1第20页/共49页MgFe
6、 稀硫酸稀硫酸（1）说明反应的现象；）说明反应的现象；（2）判断正负极；）判断正负极；（3）写出电极反应式；）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固练习2第21页/共49页CuZn硫酸铜硫酸铜【实验探究】：将锌片、铜片插入硫酸铜溶液中，是否可以形成原电池？第22页/共49页CuZn硫酸铜硫酸铜（1）说明两个电极质量的变化情况；）说明两个电极质量的变化情况；（2）判断正负极；）判断正负极；（3）写出电极反应式；）写出电极反应式；（4）写出总反应的离子方程式和化学方程式。）写出总反应的离子方程式和化学方程式。巩固练习3第23页/共49页
7、第24页/共49页1.在如下图所示的在如下图所示的8 8个装置中，属于原电池的个装置中，属于原电池的有有 .e课堂练习课堂练习:第25页/共49页练习1、写出下列原电池的电极反应式和原电池总反应式。负极（Fe):Fe-2e-=Fe2+正极（C):2H+2e-=H2总反应式：Fe+2H+=Fe2+H2练习2、若把1中的稀H2SO4改为NaCl溶液，能否构成原电池，若能，请写出电极反应式和原电池总反应式。负极（Fe)Fe-2e-=Fe2+正极（C)2H2O+O2+4e-=4OH-总反应式：2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2第26页/共49页三、原电池的应用（1）将反应:2FeCl3+Fe=
8、3FeCl2设计成原电池。（2）判断正负极并写出电极反应。石墨FeFeCl3溶液溶液负极（铁）：Fe2e=Fe2+正极（石墨）：2Fe3+2e=3Fe2+1、制作干电池、蓄电池、高能电池等。第27页/共49页2、比较金属活动性强弱。下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；第28页/共49页把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡
9、逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为（）A：A B C D B：A C B D C：A C D B D：B D C A C第29页/共49页3、比较反应速率下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是C.粗锌和粗锌和 1mol/L 硫酸；硫酸；A.纯锌和1mol/L 硫酸；B.纯锌和18 mol/L 硫酸；D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。第30页/共49页为什么实验室制取氢气时常用不纯的锌？如果此装置中两极同时冒气泡，说明了什么？Zn不纯第31页/共49页4、比较金属腐蚀的快慢 马口铁和白铁皮一旦有划痕后
10、，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快？镀Sn镀Zn马口铁白铁第32页/共49页下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(2)(1)(3)第33页/共49页四.常见的化学电源常见的化学电源一次电池一次电池二次电池二次电池高能电池高能电池燃料电池燃料电池第34页/共49页锌锰干电池锌锰干电池四.常见的化学电源常见的化学电源第35页/共49页.干电池干电池(一次电池一次电池)电极电极:Zn为负极为负极,碳棒为正极碳棒为正极电解液：电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊和淀粉糊另有黑色的另有黑色的MnO2粉末，吸收正极粉末，吸收正极产生的产生的H2，防止产生极化现象。，防止产生极化现象。负极负极(Z
11、n):Zn-2e-Zn2+正极正极(C):2NH4+2e-2NH3+H2 H2+2MnO2 Mn2O3+H2O 去去氢氢 4NH3+Zn2+Zn(NH3)42+去去氨氨电极方程式：电极方程式：四.常见的化学电源常见的化学电源第36页/共49页铅蓄电池铅蓄电池第37页/共49页第38页/共49页电极：电极：Pb为负极；为负极；PbO2为正极为正极.电解液电解液:30%的的H2SO4溶液溶液电极反应式电极反应式:负极负极(Pb)：Pb+SO42-2e-PbSO4正极正极(PbO2)：PbO2+4H+SO42-+2e PbSO4+2H2O总电池反应总电池反应:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4
12、+2H2O.铅蓄电池铅蓄电池(二次电池二次电池)(1.251.28g/cm-3)第39页/共49页电极电极:Zn为负极，为负极，Ag2O为正极为正极电解液电解液:KOH溶液溶液电极反应式电极反应式:负极负极:Zn+2OH-2e-Zn(OH)2正极正极:Ag2O+H2O+2e-2Ag +2OH-总反应式总反应式:Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2拓拓展展创创新新银锌电池银锌电池.高能电池高能电池(银锌电池、锂电池银锌电池、锂电池)第40页/共49页电极电极:Pt制作的惰性电极制作的惰性电极电解质溶液电解质溶液:KOH溶液溶液负极负极:2H2-4e-+4OH-4H2O正极正极:O2+2
13、H2O+4e-4OH-总反应总反应：2H2+O22H2O氢氧燃料电池若为酸性介质，试写出电极反应式若为酸性介质，试写出电极反应式？思考思考:负极：负极：2H2-4e-4H+正极正极:O2+4H+4e-2H2O.新型燃料电池新型燃料电池(氢氧燃料氢氧燃料电池电池/甲烷甲烷电池电池/煤气煤气电池电池/海水海水-空气空气电池电池)第41页/共49页甲烷甲烷-氧气燃料电池氧气燃料电池 该电池用金属铂片插入该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气上分别通甲烷和氧气:负极：负极：CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O 正极：正极：2O2 +4H2O +
14、8e-8OH-电池总反应式为：电池总反应式为：CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O.新型燃料电池新型燃料电池(氢氧燃料氢氧燃料电池电池/甲烷甲烷电池电池/煤气煤气电池电池/海水海水-空气空气电池电池)第42页/共49页铝铝-空气空气-海水电海水电池池.新型燃料电池新型燃料电池(氢氧燃料氢氧燃料电池电池/甲烷甲烷电池电池/煤气煤气电池电池/铝铝-海水海水-空气空气电池电池)1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。负极：负极：4A1-12e-4A13+正极：正极
15、：3O2+6H2O+12e-12OH-电池总反应式为：电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O4A1(OH)3 这种海水电池比这种海水电池比“干电池干电池”的能量高的能量高2050倍。倍。第43页/共49页 综合训练综合训练（）（）a a极是（）极，电极反应式是极是（）极，电极反应式是（）（）b b极是（）极，电极反应式是极是（）极，电极反应式是 美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳制的化学电源，其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳制成，通入的气体在空隙中逸出成，通入的气体在空隙中逸出,
16、并在电极表面放电。并在电极表面放电。负负2 2-e e-+4OH+4OH-=4H=4H2 2O O正 O O2 2 +2H2H2 2O O+e e-=4OH=4OH-回答：回答：第44页/共49页 阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应式为：反应式为：2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，电解质溶液为，电解质溶液为KOHKOH溶液，反溶液，反应保持在一定温度下，使生成应保持在一定温度下，使生成H H2 2O O蒸发，下列叙述正蒸发，下列叙述正确的是（确的是（）A A、H H2 2为正极，为正极，O O2 2为负极为负极B B
17、、电极反应（正极）：、电极反应（正极）：O O2 2+2H+2H2 2O+4e=4OHO+4e=4OH-电极反应（负极）：电极反应（负极）：2H2H2 2+4OH+4OH-=4H=4H2 2O+4eO+4eC C、负极发生氧化反应，正极发生还原反应。、负极发生氧化反应，正极发生还原反应。D D、工作中电解质溶液、工作中电解质溶液PHPH值不断增大。值不断增大。B、C第45页/共49页 (燃料电池燃料电池)宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：反应为：2H2H2 2O O2 22H2H2 2O O，试写出电解质溶液为盐酸时，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，
18、并指出各电极和电解质溶液的的电极反应式，并指出各电极和电解质溶液的PHPH值的值的变化，若电解质溶液为变化，若电解质溶液为KOHKOH时又如何？时又如何？1 1、电解质为盐酸时：、电解质为盐酸时：负极：负极：2H2H2 24e4e-4H4H PHPH值变小值变小 正极：正极：O O2 24H4H4e4e-2H2H2 2O PHO PH值变大值变大 溶液被稀释，溶液被稀释，PHPH值变大值变大2 2、电解质为、电解质为KOHKOH时：时：负极：负极：2H2H2 24e4e-4OH4OH4H4H2 2O PHO PH值变小值变小 正极：正极：O O2 22H2H2 2O O4e4e-4OH4OH
19、PHPH值变大值变大 溶液被稀释，溶液被稀释，PHPH值变小值变小第46页/共49页电子表和电子计算机的电源通常用微型银-锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液总反应式：Ag2O +H2O +Zn =Zn(OH)2 +2Ag 下列说法正确的是（）A、Zn是正极，Ag2O是负极 B、Ag2O是正极，Zn是负极 C、工作时，电池负极区溶液PH减少D、工作时，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极B 、C第47页/共49页 银锌电池（钮扣式电池）的两个电极分别是由氧化银锌电池（钮扣式电池）的两个电极分别是由氧化银与少量石墨组成的活性材料和锌汞合金构成，电解质银与少量石墨组成的活性材料
20、和锌汞合金构成，电解质为氢氧化钾溶液，电极反应为为氢氧化钾溶液，电极反应为 ZnZn2OH2OH2e2e-ZnOZnOH H2 2O O；AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e-2Ag2Ag2OH2OH ；总反应为：；总反应为：AgAg2 2O OZnZn2Ag2AgZnOZnO，下列判断正确的是（，下列判断正确的是（）A A、锌为正极，、锌为正极，AgAg2 2O O为负极为负极B B、锌为负极，、锌为负极，AgAg2 2O O为正极为正极C C、原电池工作时，负极区、原电池工作时，负极区PHPH减小减小D D、原电池工作时，负极区、原电池工作时，负极区PHPH增大增大B、C第48页/共49页感谢您的观看。第49页/共49页