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1、实验一：将锌片和铜片插入稀硫酸溶液中，观将锌片和铜片插入稀硫酸溶液中，观察实验现象。察实验现象。现象：锌片逐渐溶解，现象：锌片逐渐溶解，锌片锌片上上有气体产生有气体产生Zn+2H+=Zn2+H2失去失去2e-得到得到2e-实验二：把锌和铜片用导线连接，插入到稀硫把锌和铜片用导线连接，插入到稀硫酸中，观察实验现象。酸中，观察实验现象。现象：锌片逐渐溶解，现象：锌片逐渐溶解，铜片铜片上上有气体产生有气体产生Zn+2H+=Zn2+H2失去失去2e-得到得到2e-实验三：把锌和铜片用导线连接，中间接上电把锌和铜片用导线连接，中间接上电流计，插入到稀硫酸中，观察实验现象。流计，插入到稀硫酸中，观察实验现
2、象。现象：锌片逐渐溶解，现象：锌片逐渐溶解，铜片铜片上上有气体产生，电流表指针偏转。有气体产生，电流表指针偏转。把化学能转化为电能的装置叫做原电池。一、一、原电池概念http:/ Cu A稀硫酸稀硫酸负极负极失电子，电子流出极失电子，电子流出极发生氧化反应发生氧化反应Zn 2e-=Zn2+正极正极得电子，电子流入极得电子，电子流入极发生还原反应发生还原反应2H+2e-=H2材料相对活泼材料相对活泼材料相对不活泼材料相对不活泼电解质溶液电解质溶液负极反应式负极反应式正极反应式正极反应式二、二、原电池的工作原理阴离子移向负极，阳离子移向正极。阴离子移向负极，阳离子移向正极。阴离子移向负极，阳离子移
3、向正极。阴离子移向负极，阳离子移向正极。1 1、有、有活泼性不同活泼性不同的两个电极的两个电极两个活泼性不同的金属或金属与能导电非金属两个活泼性不同的金属或金属与能导电非金属2 2、两电极插入、两电极插入电解质溶液电解质溶液3 3、正极、负极、电解质溶液构成、正极、负极、电解质溶液构成闭合回路闭合回路4 4、自发进行自发进行的氧化还原反应的氧化还原反应三、三、构成原电池的构成原电池的条件条件四、四、原电池的应用原电池的应用1.加快反应速率。加快反应速率。2.比较金属的活动性。比较金属的活动性。注意：酸性电解质。注意：酸性电解质。活泼性：负极活泼性：负极正极正极 利用此利用此氧化还原氧化还原反应
4、来设计原电池，反应来设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图写出电极反应式。并画出装置图Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4 四、四、原电池的应用原电池的应用1.加快反应速率。加快反应速率。2.比较金属的活动性。比较金属的活动性。注意：酸性电解质。注意：酸性电解质。活泼性：负极活泼性：负极正极正极3.设计原电池设计原电池明确总反应明确总反应明确总反应明确总反应分解为两个半反应，分解为两个半反应，分解为两个半反应，分解为两个半反应，确定电极反应确定电极反应确定电极反应确定电极反应确定电极材料和确定电极材料和确定电极材料和确定电极材料和电解质溶液电解质溶液电解质溶液电解质溶液画出示意图画出示意图画出
5、示意图画出示意图五、五、原电池的装置原电池的装置1.一般装置为为什么锌片和铜片上什么锌片和铜片上都被红色都被红色 的铜覆盖，且电流计指针的铜覆盖，且电流计指针逐渐逐渐指向零指向零?用用什么办法避免什么办法避免Cu2+在锌片上也析出，在锌片上也析出，以延以延长电池放电时间提高供电效率长电池放电时间提高供电效率?导线导线改进一：改进一：上述装置构成了原电池吗？为什么？上述装置构成了原电池吗？为什么？改进二：改进二：2.带盐桥的装置盐桥盐桥（1 1）成分：一般为含有饱）成分：一般为含有饱和和KClKCl溶液的琼脂溶液的琼脂（2）Cl-向向ZnSO4移动，移动，K+向向CuSO4方向移动方向移动。（3
6、 3）作用：）作用：使两个溶液均保持使两个溶液均保持电电中性中性使两个装置中溶液形成闭使两个装置中溶液形成闭合回路合回路练习：写出下列原电池的电极反应式和总方程式。练习：写出下列原电池的电极反应式和总方程式。1.Fe、Cu、稀盐酸、稀盐酸2.Al、C、稀硫酸、稀硫酸3.Al、C、氢氧化钠、氢氧化钠六、六、电极反应式的电极反应式的书写书写列物质列物质 标得失标得失 先确定原电池的正负极，列出正负先确定原电池的正负极，列出正负 极上的极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。反应物质，并标出相同数目电子的得失。电极产物在电解质溶液的环境中，应稳定存在。电极产物在电解质溶液的环境中，应稳定存在。两电
7、极反应式相加，与总反应方程式对照验证两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证 看环境看环境 配守恒配守恒 两式相加两式相加 验总式验总式 如：碱性介质中生成的H+应让其结合 OH-生成水 。第四章第四章 电化学基础电化学基础第二节第二节 化学电源化学电源学与问学与问在日常生活和学习中，你用过哪在日常生活和学习中，你用过哪些电池些电池？其中有哪些属于化学电池其中有哪些属于化学电池?你知道电你知道电池的其它应用吗？池的其它应用吗？电池电池化学电池化学电池太阳能电池太阳能电池原子能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同
8、位素自然衰变时产将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器转变生的热能通过热电转换器转变为电能的装置为电能的装置用途广泛的电池用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用途广泛的电池用途广泛的电池用于用于“神六神六”的太阳能电的太阳能电池池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄摄像像机机专专用用电电池池各各式式各各样样的的纽纽扣扣电电池池小型高性能小型高性能燃料电池燃料电池 阅读教材阅读教材P74页并回答问题：页并回答问题：1 1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？、化学电池与其它能源相比有哪些优点？2 2、判断电池的优劣标准主要是什么
9、？、判断电池的优劣标准主要是什么？3 3、目前化学电池主要分哪几大类？、目前化学电池主要分哪几大类？能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便，易大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作于维护，并可在各种环境下工作单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的比能量的大小大小；输出功率的大小即；输出功率的大小即比功率的大小比功率的大小以及电池的存储以及电池的存储时间的长短。时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电
10、能除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。化化学学电电池池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池氢气、甲醇、天氢气、甲醇、天然气、煤气与氧然气、煤气与氧气组成燃料电池气组成燃料电池铅蓄电池铅蓄电池锌银蓄电池锌银蓄电池镍镉电池镍镉电池锂离子电池锂离子电池普通干电池普通干电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池 电池中的反应物质电池中的反应物质消耗到一定程度，就不能再次消耗到一定程度，就不能再次利用。利用。又称充电电池或蓄又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电电池。放电后经充电可使电池中的活性物质
11、获得重生，池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复恢复工作能力，可多次重复使用。使用。是一种连续地将燃是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称化成电能的化学电源，又称连续电池。连续电池。一、一次电池一、一次电池干电池干电池干电池干电池n(-)ZnNH4Cl+ZnCl2MnO2 C(+)n负极负极(Zn)：Zn2e-=Zn2+n正极正极(MnO2和和C)：2NH4+2e-=2NH3+H2H2+2MnO2=Mn2O3+H2On电池总反应：电池总反应：Zn+2NH4+2MnO2 =Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O普通锌锰电池普通锌锰电池锌筒
12、锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通锌锰干电池的结构普通锌锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等工作原理工作原理碱性锌锰电池构造示意图碱性锌锰电池构造示意图碱性电池碱性电池 n(-)ZnKOHMnO2(+)n负极负极(Zn)：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2n正极正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-n电池总反应：电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O =2MnOOH+Zn(OH)2n优缺点简析：优缺点简析：只能一次使用，不能只能一次使用，不能充电；价格较贵；比能量和储存时充电；价格较贵；比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续间有所提高，
13、适用于大电流和连续放电。放电。一、一次电池一、一次电池银锌电池银锌电池银锌电池银锌电池(纽扣电池纽扣电池纽扣电池纽扣电池)n(-)ZnKOHAg2O(+)n负极负极(Zn)：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2On正极正极(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-n电池总反应：电池总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag二、二次电池二、二次电池铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池n(-)PbH2SO4PbO2(+)n负极负极(Pb)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4n正极正极(PbO2)：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2On电池总反应：电池总反应：Pb+PbO2
14、+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 阅读阅读P76，了解铅蓄电池的充，了解铅蓄电池的充电原理及铅蓄电池的优缺点。电原理及铅蓄电池的优缺点。放电原理放电原理充电原理充电原理n放电过程放电过程负极：负极：氧化反应氧化反应 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：正极：还原反应还原反应PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)放电过程总反应：放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)n充电过程充电过程阴极阴极(接电源负极接电源负极)：还原反应还原反应 PbSO4(s
15、)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极阳极(接电源正极接电源正极)：氧化反应氧化反应 PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉可靠、价格低廉 其它二次电池：其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池
16、池、聚合物锂离子蓄电池铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电充电放电放电铅蓄电池的优缺点简析：铅蓄电池的优缺点简析：三、燃料电池三、燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池 n(-)PtH2H+O2Pt(+)n负极负极(Pt)：2H2-4e-=4H+n正极正极(Pt)：O2+4H+4e-=2H2On电池总反应：电池总反应：2H2+O2=2H2On(-)PtH2OH-O2Pt(+)n负极负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2On正极正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-n电
17、池总反应：电池总反应：2H2+O2=2H2O工作原理工作原理 氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；反应产物不断排出；能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有，有利于节约能源。利于节约能源。缺点：缺点：体积较大、附属设备较多体积较大、附属设备较多 优点：优点：能量转换率高、清洁、对环境好能量转换率高、清洁、对环境好 其它燃料电池：其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池燃料电池的规律燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃
18、料做负极，助燃剂氧气为正极 电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。的作用。化学电池的组成化学电池的组成组成组成负极负极正极正极电解质电解质 电极材料电极材料电极上发电极上发生反应的生反应的物质物质电子流向电子流向反应类型反应类型能导电的物质能导电的物质还原性较强的还原性较强的物质物质(多是金多是金属电极本身属电极本身)氧化性较强氧化性较强的物质的物质酸溶液酸溶液碱溶液碱溶液盐溶液盐溶液或或熔融液熔融液流出电子流出电子流入电子流入电子氧化反应氧化反应还原反应还原反应减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源书写电极反应式应注意以下几点：书写电极
19、反应式应注意以下几点：1 1确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的确定原电池的正负极，弄清正负极上发生反应的物质；物质；物质；物质；2.2.电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如所有规则（如所有规则（如所有规则（如“拆拆拆拆”、“平平平平”）；）；）；）；3 3将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反将两极反应的电子得失数配
20、平后，相加得到总反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；应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；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：4 4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，与溶液的酸碱性有关原产物，与溶液的酸碱性有关原产物，与溶液的酸碱性有关原产物，与溶液的酸碱性有关(如如如如4 4价的价的价的价的C C在酸性在酸性
21、在酸性在酸性溶液中以溶液中以溶液中以溶液中以COCO2 2形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以形式存在，在碱性溶液中以COCO3 32-2-形式形式形式形式存在存在存在存在)；5 5溶液中不存在溶液中不存在溶液中不存在溶液中不存在OO2-2-：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与：在酸性溶液中它与HH结合结合结合结合成成成成HH2 2OO、在碱性或中性溶液中它与水结合成、在碱性或中性溶液中它与水结合成、在碱性或中性溶液中它与水结合成、在碱性或中性溶液中它与水结合成OHOH-。再 见 练练习习1、航航天天技技术术上上使使用用的的氢氢氧氧燃燃料料
22、电电池池具具有有高高能能、轻轻便便、无无污污染染的的优优点点。氢氢氧氧燃燃料料电电池池有有酸酸式式和和碱碱式式两两种种，它它们们放放电电时时的的总总反反应应都都可以表示为可以表示为2H2+O2=2H2O，酸酸式式电电池池中中电电解解质质是是酸酸，其其负负极极反反应应可可表表示示为为2H2-4e-=4H+，则其正极反应式为：则其正极反应式为：_。碱碱式式电电池池的的电电解解质质是是碱碱，其其正正极极反反应应式式为为O2+2H2O+4e-=4OH-，则则其其负负极极反反应应可可表表示示为：为：_。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 练练习习2、碱碱性性电电池池具具有
23、有容容量量大大、放放电电电电流流大大的的特特点点，因因而而得得到到广广泛泛应应用用。锌锌-锰锰碱碱性性电电池池以以氢氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为：氧化钾溶液为电解液，总反应式为：Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s下列说法错误的是（下列说法错误的是（）A 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子B 电池正极电极反应式为：电池正极电极反应式为：2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaqC 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过外电路中每通过02mol电子，锌的质量理电子，锌的质量理论上减小论上减小65gC 练习练习3、氢气是燃料电池最简单的燃料，、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：极的电极反应式：_此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式：_KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O