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1、第一第一节化学反化学反应与能量与能量变化化第六章化学反第六章化学反应与能量与能量第2课时化学反应与电能目目录 CONTENT一、化学能转化为电能一、化学能转化为电能二、二、原电池原电池三、生活中的原电池三、生活中的原电池学学习目目标与核心素养与核心素养学习目标核心素养112233了解化学了解化学电电源在源在实际实际生活中生活中的的应应用用通通过对过对比火力比火力发电发电，认识认识化化学能直接学能直接转变为电转变为电能的装置能的装置分析原电池装置及工作原理认识化学能与电能的转化关系掌握构成原掌握构成原电电池装置的条件池装置的条件发展科学态度与社会责任等学科核心素养情景导学情景导学你知道我们日常使
2、用的电能，是如何得来的吗？你知道我们日常使用的电能，是如何得来的吗？1.1.化学能化学能间接间接转化为电能转化为电能火力发电火力发电(1)(1)过程过程一、化学能转化为电能(2)(2)关键关键 燃烧燃烧 (氧化还原反应氧化还原反应)。一一种种形形式式的的能能量量可可以以转转化化成成另另一一种种形形式式的的能能量量,能能量量转转化化过过程程中中要遵循要遵循能量守恒定律。能量守恒定律。化化学学能能是是能能量量的的一一种种形形式式,你你知知道道化化学学能能的的转转化化形形式式有有热热能能、光光能、电能等。能、电能等。电能电能发电机发电机机械能机械能蒸汽轮机蒸汽轮机化学能化学能热能热能燃料燃烧燃料燃烧
3、情景导课化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能燃料燃烧燃料燃烧蒸汽轮机蒸汽轮机发电机发电机？火电站工作原理示意图火电站工作原理示意图1.1.火力发电存在火力发电存在什么问题？什么问题？2.2.哪一类反应最哪一类反应最有可能实现将化有可能实现将化学能转变为电能学能转变为电能的设想？的设想？氧化还原反应氧化还原反应实验探究实验探究实验操作实验操作实验现象实验现象原因解释原因解释Zn片：_Cu片：_反 应 的 离 子 方 程 式：_Cu片表面无明显变化的原因：_锌片溶解，表面锌片溶解，表面产生无色气泡产生无色气泡无变化无变化Zn2H=Zn2H2铜排在金属活动性顺序表氢的铜排在金属活动性顺序表氢的后
4、面，不能从酸溶液中置换出后面，不能从酸溶液中置换出氢气氢气化学能化学能直直接接转化为电能转化为电能Zn片是否溶解：_Cu片上是否有气泡：_电流表A指针_电流表指针偏转说明：_Cu片上有气泡说明：_溶解溶解有气泡有气泡偏转偏转导线中有导线中有电流电流溶液中的氢离子在铜片表面获溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气，得电子发生还原反应产生氢气，从铜片上放出从铜片上放出思考与讨论：思考与讨论：从微观角度剖析原电池的工作原理从微观角度剖析原电池的工作原理Zn+2H+Zn2+H2锌片锌片 Zn Zn2+，失去失去 2 个个 e-即：即：Zn-2e-=Zn2+铜片铜片 H+H2，得到得到 2
5、 个个 e-即：即：2H+2e-=H2使使氧化反应氧化反应和和还还原反应原反应分别在分别在两两个不同区域个不同区域进行进行电电池池是是谁谁发发现现的的二 化学能直接转化为电能原电池1 1 原电池定义原电池定义:将将化学化学能能直接直接转变为转变为电电能的装置。能的装置。原电池的反应本质是原电池的反应本质是 反应反应自发的氧化还原2 2 本质：氧化反应和还原反应分别在两个本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域不同的区域进行。进行。3 3 原电池的工作原理原电池的工作原理（1 1）电极电极（2 2）电极反应）电极反应Zn-2e-=Zn2+2H+2e-=H2负极负极:正极正极:电池总反应电池总
6、反应:Zn+2H+=Zn2+H2 负极：负极：失去失去电子，发生电子，发生氧化氧化反应；反应；正极：正极：得到得到电子，发生电子，发生还原还原反应。反应。总结：原电池正、负极的判断方法总结：原电池正、负极的判断方法电极材料电极材料电极反应电极反应电子流向电子流向电极现象电极现象离子移向离子移向判判断断为为负负极极判判断断为为正正极极不活泼金属不活泼金属或非金属或非金属活活 泼泼 金金 属属氧氧 化化 反反 应应还还 原原 反反 应应失去电失去电 子子得到电得到电 子子 不不 断断 溶溶 解解质质 量量 减减 小小质质 量量 增增 大大有气体放出有气体放出阴离子流向阴离子流向阳离子流向阳离子流向
7、注意：注意：原电池的正负极与原电池的正负极与电极材料电极材料、电解质溶液电解质溶液有关有关(1)(1)Mg-Al和和稀稀盐盐酸酸构构成成原原电电池池中中，Mg作作负负极极，Al作作正正极极；而而若若把把稀稀盐酸换为盐酸换为NaOH溶液，溶液，Al作负极，作负极，Mg作正极。作正极。(2)(2)Al-CuAl-Cu和和NaOHNaOH溶溶液液构构成成的的原原电电池池中中，AlAl作作负负极极；而而若若把把NaOH溶溶液换为浓液换为浓HNOHNO3 3，则，则Cu作负极。作负极。归纳：原电池电极反应式的书写归纳：原电池电极反应式的书写列物质列物质标得失标得失判断电极反应产物，找出得失电子总数判断电
8、极反应产物，找出得失电子总数看环境看环境配守恒配守恒电极产物在电解质溶液中应稳定存在，依电极产物在电解质溶液中应稳定存在，依据电解质溶液的酸碱性，选对应离子使电据电解质溶液的酸碱性，选对应离子使电极反应式电荷守恒，巧用水使原子守恒。极反应式电荷守恒，巧用水使原子守恒。两式加两式加验总式验总式两式相加，与总式对照两式相加，与总式对照技巧：技巧：复杂复杂的电极反应式的电极反应式总式总式 简单的电极反应式简单的电极反应式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：1 1电电极极反反应应是是一一种种离离子子反反应应，遵遵循循书书写写离离子子反反应应的的规规则则（打打沉淀符号）沉淀符号）
9、；2 2将将两两极极反反应应的的电电子子得得失失数数配配平平后后，相相加加得得到到总总反反应应，总总反反应减去一极反应即得到另一极反应应减去一极反应即得到另一极反应；3 3负负极极失失电电子子所所得得氧氧化化产产物物和和正正极极得得电电子子所所得得还还原原产产物物，与与电电解解质质溶溶液液有有关关（如如酸酸碱碱性性，-4价价的的C在在酸酸性性溶溶液液中中以以CO2形形式存在，在式存在，在碱性溶液中碱性溶液中以以CO32形式存在）。形式存在）。4.4.构构成成原原电电池池的的两两电电极极材材料料不不一一定定都都是是金金属属,正正极极材材料料可可以以为为导导电的非金属电的非金属,如石墨。两极材料可
10、能参与反应如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。也可能不参与反应。5.5.两两个个活活泼泼性性不不同同的的金金属属电电极极用用导导线线连连接接,共共同同插插入入电电解解质质溶溶液液中不一定构成原电池中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。必须有一个能自发进行的氧化还原反应。6.6.在在判判断断原原电电池池正正负负极极时时,既既要要考考虑虑金金属属活活泼泼性性的的强强弱弱,也也要要考考虑虑电电解解质质溶溶液液性性质质。如如Mg-Al-HClMg-Al-HCl溶溶液液构构成成的的原原电电池池中中,负负极极为为Mg;Mg;但是但是Mg-Al-NaOHMg-Al-NaOH溶液
11、构成的原电池中溶液构成的原电池中,负极为负极为Al,Al,正极为正极为MgMg。（3 3）闭合回路）闭合回路闭闭合合回回路路外电路：外电路：内电路：内电路：电子流向：电子流向：电流流向：电流流向：阴、阳离子流向：阴、阳离子流向：电流流向：电流流向：负极负极 正极正极正极正极 负极负极阴离子流向负极阴离子流向负极阳离子流向正极阳离子流向正极负极负极 正极正极（电解质溶液）（电解质溶液）原原原原电电电电池池池池工工工工作作作作原原原原理理理理口口口口诀诀诀诀:原原原原电电电电池池池池分分分分两两两两极极极极，负负负负氧氧氧氧化化化化正正正正还还还还原原原原；电电电电子子子子不不不不下下下下水水水水
12、，离子不上岸；电子由负流向正，（离子）阳流正阴流负。离子不上岸；电子由负流向正，（离子）阳流正阴流负。离子不上岸；电子由负流向正，（离子）阳流正阴流负。离子不上岸；电子由负流向正，（离子）阳流正阴流负。学与问：学与问：根据所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？如何判根据所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？如何判定装置的正负极？定装置的正负极？实验探究形成原电池的条件形成条件一：活泼性不同的两个电极材料形成条件一：活泼性不同的两个电极材料形成条件二：必须有电形成条件二：必须有电解质溶液解质溶液形成条件三：必须形成形成条件三：必须形成闭合回路闭合回路4 4 构成原电池的条件构成原电池
13、的条件（2 2）要有电解质溶液或熔融的电解质：）要有电解质溶液或熔融的电解质：电解质溶液一般要能够与负极发生反应电解质溶液一般要能够与负极发生反应 电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如：电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如：OO2 2）（3 3）形成闭合回路形成闭合回路：导线相连导线相连；电极直接接触电极直接接触（4 4）氧化还原反应氧化还原反应：（两极一液一两极一液一回路一反应）回路一反应）（1 1）两个能导电的电极）两个能导电的电极正极和负极：正极和负极：一般是一般是活泼性不同的两种金属活泼性不同的两种金属（或（或金属和非金属金属和非金属）惰性电极：惰性电极：PtPt、
14、C C自发的自发的氧化还原氧化还原反应反应是条件是条件拓展：双液原电池稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸CuZn盐桥盐桥中中通常装有含通常装有含KClKCl饱和饱和溶液溶液的的琼脂：琼脂：K K+和和ClCl-在盐桥中能移动在盐桥中能移动SO42Zn2+eeSO42Cu2+K+盐桥盐桥工作示意图工作示意图CuZnK+ClK+ClK+ClK+ClK+ClClK+K+ClK+K+K+ClClK+ClClCl1.1.连通电路连通电路2.2.使溶液呈电中性使溶液呈电中性3.3.使电流持续稳定使电流持续稳定情景导学电池在日常生活中的应用随处可见电池在日常生活中的应用随处可见你知道水果也能制成电池吗你知道水果也能制
15、成电池吗情景导学超级柠檬电池三、原电池原理的应用1加快氧化还原反应的速率加快氧化还原反应的速率(1)原理：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。(2)(2)实例：如实验室用实例：如实验室用ZnZn和稀和稀H H2 2SOSO4 4(或稀或稀HCl)HCl)反应制反应制H H2 2，用粗，用粗ZnZn产生产生H H2 2的的速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀速率快。原因是粗锌中的杂质和锌、稀H H2 2SOSO4 4溶液形成原电池，加快了溶液形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生锌的腐蚀，产生H H2 2的速率加快。如果用纯的速率加快。如果用纯Z
16、nZn，可以在稀，可以在稀H H2 2SOSO4 4溶液中加溶液中加入少量入少量CuSOCuSO4 4溶液，也同样会加快产生溶液，也同样会加快产生H H2 2的速率，原因是的速率，原因是CuCu2+2+Zn=CuZn=CuZnZn2 2，ZnZn和生成的和生成的CuCu在稀在稀H H2 2SOSO4 4的溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，的溶液中形成原电池，加快了锌的腐蚀，产生产生H H2 2速率加快。速率加快。练习：练习：100 mL 2 mol100 mL 2 molL L1 1的盐酸与过量的锌反应，为加快速的盐酸与过量的锌反应，为加快速率，又不影响产生氢气的总量，可采用的方法是率，又不影
17、响产生氢气的总量，可采用的方法是()A加入适量的加入适量的6 molL1的盐酸的盐酸 B加入数滴氯化铜溶液加入数滴氯化铜溶液C加入适量的蒸馏水加入适量的蒸馏水 D加入适量的氯化钠加入适量的氯化钠2 2判断金属的活动性强弱判断金属的活动性强弱(1)原理：一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应。(2)(2)实实例例：有有两两种种金金属属a a和和b b，用用导导线线连连接接后后插插入入到到稀稀H H2 2SOSO4 4中中，观观察察到到a a极极溶溶解解，b b极极上上有有气气泡泡产产生生，根根据据电电极极现现象象判判断断出出a a是是负负极极，b b是是正正极
18、极，由由原原电电池池原原理理可可知知，金金属属活活动动性性abab，即即原原电电池池中中，活活动动性性强强的的金金属属为负极，活动性弱的金属为正极。为负极，活动性弱的金属为正极。练练习习：把把a、b、c、d四四块块金金属属片片浸浸入入稀稀硫硫酸酸中中，用用导导线线两两两两相相连连组组成成原原电电池池。若若a、b相相连连时时，a为为负负极极；c、d相相连连时时，电电流流由由d到到c；a、c相相连连时时，c极极上上产产生生大大量量气气泡泡，b、d相相连连时时，b上上有有大大量量气气泡泡产产生生，则则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：四种金属的活动性顺序由强到弱的为：()Aa b c d Ba c
19、d b Cc a b.d Db d c a 3 3、保护金属设备、保护金属设备(1)原理：使被保护的金属作原电池的正极而得到保护。(2)(2)实例：实例：船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，所以经常船体是钢铁材料，在海水中易被腐蚀，所以经常在船体外壳焊接比铁活泼的锌。在船体外壳焊接比铁活泼的锌。4 4、设计原电池、设计原电池已知一个氧化还原反应，分析找出氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料(或在负极上被氧化)，氧化剂(电解质溶液中的阳离子)在正极上被还原。以Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu为例设计一个原电池步骤步骤实例实例将反应拆分将反应拆分为电极反应为电
20、极反应负极反应负极反应Fe-2e-=Fe2+正极反应正极反应Cu2+2e-=Cu选择电极材料选择电极材料负极负极:较活泼金属较活泼金属,一般为一般为发生氧化反应的金属发生氧化反应的金属Fe正极正极:活泼性弱于负极材活泼性弱于负极材料的金属或石墨料的金属或石墨Cu或或C选择电解质选择电解质一般为与负极反应的电解一般为与负极反应的电解质质CuSO4溶液溶液步骤步骤实例实例画出装置图画出装置图注注意意：在在设设计计原原电电池池时时，若若给给出出的的是是离离子子反反应应方方程程式式，如如：FeCu2=CuFe2，此此时时电电解解质质不不确确定定为为具具体体的的物物质质，只只要要是是可可溶溶性性铜铜盐盐
21、即即可可，如如CuCl2、CuSO4等等。同同时时画画出出原原电电池池装装置置图图时时，必必须须符符合合原原电电池组成的构成要素。池组成的构成要素。【误区警示】设计原电池装置的两个易错点(1)(1)能设计成原电池的反应一般是自发的放热的氧化还原反应,吸热反应不可能将化学能转化为电能。(2)(2)设计原电池时,负极材料确定之后,正极材料的选择范围较广,只要合理都可以。原电池的设计方法规律原电池的设计方法规律(1)找：找找一一个个能能够够自自发发进进行行的的氧氧化化还还原原反反应应，只只有有自自发发进进行行的的氧氧化化还还原原反应才能被设计成原电池。反应才能被设计成原电池。(2)拆：将将氧氧化化还
22、还原原反反应应拆拆分分为为氧氧化化反反应应和和还还原原反反应应两两个个半半反反应应，分分别别作作为为负负极极和和正正极极的的电电极极反反应应，还还原原剂剂n ne e=氧氧化化产产物物(负负极极电电极极反反应应)；氧氧化剂化剂n ne e=还原产物还原产物(正极电极反应正极电极反应)。(3)定：根根据据氧氧化化还还原原反反应应中中的的还还原原剂剂和和氧氧化化剂剂确确定定原原电电池池的的负负极极和和电电解解质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。质溶液，正极一般选择比负极活泼性差的金属或能导电的非金属。(4)画：连接电路形成闭合回路，画出原电池示意图。连接电路形成闭合回路，画出
23、原电池示意图。练习应用1.如图是一个原电池装置。电流表的指针发生偏转,同时A极的质量减小,B极上有气泡产生，C为电解质溶液。结合电化学的有关知识，回答下列问题：(1)如何判断该电池的正、负极？(2)A、B、C可以分别为Zn、Cu和稀盐酸吗？(3)C中阳离子向哪一极移动？(4)若A、B、C分别为Fe、Cu和浓硝酸,能否构成原电池？若能,正、负极分别是什么？2已知反应Cu2Ag=2AgCu2，请将该反应设计成原电池，画出原电池装置图并标出正、负极。知识讲授 一节电池烂在地里，能使一平方米的土一节电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值，并造成永久性公害！地失去利用价值，并造成永久性公害！一粒纽
24、扣电池可污染一粒纽扣电池可污染6060万升水，相当于万升水，相当于一个人一生的饮水量一个人一生的饮水量 ！垃圾分类，电池回收，环境保护，垃圾分类，电池回收，环境保护，从你我做起！从你我做起！生活中的化学电源干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池四、化学电池的分类一次电池一次电池（干电池）：（干电池）：电池消耗到一定程度，就不能使用；电池消耗到一定程度，就不能使用；二次电池二次电池（充电电池或蓄电池）：（充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电重新使用；放电后可以再充电重新使用；燃料电池燃料电池：一种将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。一种将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
25、1.干电池(一次性电池)(1)锌锰干电池电极电极:ZnZn为负极为负极,碳棒为正极碳棒为正极电解液电解液：NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉糊、和淀粉糊、MnOMnO2 2粉末粉末电极方程式：电极方程式：负极负极(Zn):Zn2e-Zn2正极正极(C)：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O特点特点：放电后放电后不能不能充电充电,便于携带便于携带,价格低价格低(2)(2)碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池 随随着着用用电电器器朝朝着着小小型型化化、多多功功能能化化发发展展的的要要求求，对对电电池池的的发发展展也也提提出出了了小小型化、多功能化发展的要求。型化、多
26、功能化发展的要求。体积小、性能好的碱性锌锰电池应体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解质溶运而生。这类电池的重要特征是电解质溶液由原来的中性变为离子导电性更好的碱液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。倍增长，使放电电流大幅度提高。电解液电解液:酸性酸性NHNH4 4ClCl碱性碱性KOHKOH（离子导电性（离子导电性更好）更好）负极：负极：锌片锌片锌粉（反应面积成倍增长，使放锌粉（反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高）电电流大幅度提高）优点：优点：比能量和储存时间有所提
27、高，适用于大比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电电流和连续放电.碱性碱性电池电池是个人是个人音响音响、照相机照相机等地首选等地首选电源电源。（3 3）纽扣电池）纽扣电池负极：负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O 正极：正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag电极反应：电极反应：用途：用途：电子手表、液晶显示的计算器或一电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的。级的。2.2.二次电池也叫二次电池也叫充电电池充电电池 充电电池：充电电池：氧化还原反应在氧化还原反
28、应在充电充电时可以时可以逆向逆向进行。进行。充充充充电电电电电电电电池池池池又又又又称称称称二二次次电电池池。可可可可充充充充电电电电电电电电池池池池是是是是两两两两极极极极都都都都参参参参加加加加反反反反应应应应的的的的电电电电池池池池。这这这这是是是是一一一一种种种种发发发发展展展展较较较较快快快快的的的的原原原原电电电电池池池池，如如如如铅铅铅铅蓄蓄蓄蓄电电电电池池池池、银银银银锌锌锌锌电电电电池池池池、（纽纽纽纽扣扣扣扣电电电电池池池池）、锂锂锂锂电电电电池池池池、爱爱爱爱迪迪迪迪生生生生蓄蓄蓄蓄电电电电池池池池等等等等，它它它它们们们们的的的的负负负负极极极极是是是是较较活活泼泼的的
29、金金属属，正正正正极极极极一一一一般般般般是是是是金金属属氧氧化化物物。放放放放电电电电时时时时，负负负负极极极极被被被被氧氧化化。正正正正极极极极材材材材料料料料的的的的氧氧氧氧化化化化物物物物被被被被还还原原，充充充充电电电电时时时时的的的的电电电电极极极极反反反反应应应应与与与与放放放放电电电电时时时时相相相相反反反反。电电动动车车、手手机机的的电电池池都都可可以以反反复复充充电电使使用用,都属于二次电池。都属于二次电池。01二次电池1958年10月5日，瑞典的一家医院中，医生为心脏病病人植入了世界上首例埋藏式心脏起搏器，该病人幸运地依赖起搏器使他的生命延续了42年，终年83岁，一生共消
30、耗25台心脏起搏器。心脏起搏器的电源应该具备什么特点？心脏起搏器的电源应该具备什么特点？体积小、质量轻、比能量高体积小、质量轻、比能量高LiLi作电极材料时作电极材料时性质：还原性强，易与水、氧气反应注意事项：使用非水体系电解液，密封保存隔绝空气锂是密度最小的金属，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。化学能化学能 放电放电充电充电电能电能充电电池的能量转化充电电池的能量转化（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池（最早（最早使用的充电电池）使用的充电电池）。特点：特点：铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次充电使用。充电使用。用途：用途：
31、目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还广目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还广泛用于国防、生产、生活等领域。泛用于国防、生产、生活等领域。负极：正极：放电总反应式：Pb+SOPb+SO4 42-2-2e 2e-=PbSO=PbSO4 4PbOPbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-+2e+2e-=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPb+PbOPb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=2PbSO=2PbSO4 4+2H+2H2 2O O当当硫硫酸酸的的浓浓度度降降低低，溶溶液液的的密密度度达达1.18g/cm1.18g/cm3 3时时应应停停止止使使用
32、，用，需充电需充电，充电时起电解池的作用，电极反应为：，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：PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e-=PbO=PbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-PbSOPbSO4 4+2e+2e-=Pb+SOPb+SO4 42-2-2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O=Pb+PbOO=Pb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4铅蓄电池放电和充电总反应式：铅蓄电池放电和充电总反应式：（2 2）镍镉电池）镍镉电池镍镍镉镉电电池池特点：特点：体积小，便于携带。可重复使用体积小，便于携带。可重复使用500500
33、次以上。寿命比铅蓄电池长。次以上。寿命比铅蓄电池长。用途：用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。电动剃须刀等。电极反应电极反应:（KOHKOH为电解液为电解液）2NiO(OH)+2H2NiO(OH)+2H2 2O+Cd 2Ni(OH)O+Cd 2Ni(OH)2 2+Cd(OH)+Cd(OH)2 2放电放电充电充电 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。以以锂锂为为负负极极的的非非水水电
34、电解解质质电电池池有有几几十十种种，其其中中性性能能最最好好、最最有有发发展展前前途途的的是是锂锂一一二二氧氧化化锰锰非非水水电电解解质质电电池池，这这种种电电池池以以片片状状金金属属及及为为负负极极，电电解解活活性性MnOMnO2 2作作正正极极，高高氯氯酸酸及及溶溶于于碳碳酸酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液 ：负极：负极：Li e Li+正极：正极：MnO2 e Li+LiMnO2 总反应：总反应：Li MnO2 LiMnO23.3.发展中的燃料电池发展中的燃料电池它的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如它的电极材
35、料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极铂电极，活性炭电极等。等。(例如：例如：H2和和O2的燃料电池，的燃料电池，CH4和和O2的燃料电池的燃料电池)燃燃料料电电池池不不是是把把还还原原剂剂、氧氧化化剂剂物物质质全全部部贮贮藏藏在在电电池池内内，而而是是在在工工作作时时，不不断断从从外外界界输输入入，同同时时将将电电极极反反应应产产物物不不断断排出电池排出电池 氢氧燃料电池氢氧燃料电池 氢氢氧氧燃燃料料电电池池是是一一种种高高效效低低污污染染的的新新型型电电池池，主主要要用用于于航航天天领领域域。它它的的电电极极材材料料一一般般为为铂铂电电极极，活活性性炭炭电电极极，电电解
36、解质溶液一般为质溶液一般为40%40%的的KOHKOH溶液。溶液。负极：正极：放电总反应式：2H2H2 2+4OH+4OH-4e-4e-=4H=4H2 2O OO O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-2H2+O2=2H2O 若电解质溶液为若电解质溶液为40%40%的的KOHKOH溶液：溶液：若若电电解解质质溶溶液液为为稀稀H H2 2SOSO4 4：负极：正极：放电总反应式：2H2H2 2-4e-4e-=4H=4H+O O2 2+4H+4H+4e+4e-=2H=2H2 2O O2H2+O2=2H2O负极：正极：放电总反应式：2H2+O2=2H2O 若电解质为熔融碳酸盐
37、：若电解质为熔融碳酸盐：若电解质为熔融金属氧化物：若电解质为熔融金属氧化物：负极：正极：放电总反应式：2H2H2 2-4e-4e-+2O+2O2-2-=2H=2H2 2O O O O2 2+4e+4e-=2O=2O2-2-2H2+O2=2H2O2H2H2 2-4e-4e-+2CO+2CO3 32-2-=2H=2H2 2O+2COO+2CO2 2 O O2 2+4e+4e-+2CO+2CO2 2=2CO=2CO3 32-2-高温下能传导O2-高温下能传导CO32-工作过程中，电解质熔融盐的组成、浓度不变。氢氧燃料电池在四种常见介质中的电极反应总结 甲烷氧气燃料电池甲烷氧气燃料电池 电解质电解质电
38、极反应电极反应总反应总反应H2SO4溶液溶液KOH溶液溶液负极：负极：CH4+2H2O8e=CO2+8H+正极：正极：2O2+4H2O+8e=8OH正极：正极：2O2+8H+8e=4H2O负极：负极：CH4+10OH8e=CO32+7H2OCH4+2O2=CO2+2H2OCH4+2O2+2OH=CO32+3H2O电解质电解质电极反应电极反应总反应总反应H2SO4溶液溶液KOH溶液溶液负极：负极：C2H5OH+3H2O12e=2CO2+12H+正极：正极：3O2+6H2O+12e=12OH正极：正极：3O2+12H+12e=6H2O负极：负极：C2H5OH+16OH12e=2CO32+11H2O
39、C2H5OH+3O2=2CO2+3H2OC2H5OH+3O2+4OH=2CO32+5H2O(3)(3)乙醇燃料电池乙醇燃料电池 燃料电池解题规律：燃料电池解题规律：燃料电池解题规律：燃料电池解题规律：通通通通燃料（还原性气体）的燃料（还原性气体）的燃料（还原性气体）的燃料（还原性气体）的一极为负极，通一极为负极，通一极为负极，通一极为负极，通OOOO2 2 2 2（或（或（或（或空气氧化性气空气氧化性气空气氧化性气空气氧化性气体）体）体）体）的一极为正极。负极燃料失电子，正极的一极为正极。负极燃料失电子，正极的一极为正极。负极燃料失电子，正极的一极为正极。负极燃料失电子，正极OOOO2 2 2
40、 2得电子。得电子。得电子。得电子。正、负极判定正、负极判定（电极一般不参与反应）（电极一般不参与反应）电极反应的书写：根据总反应判断谁得失电子，得失电子后变成谁电极反应的书写：根据总反应判断谁得失电子，得失电子后变成谁（以酸性氢氧燃料电池为例）（以酸性氢氧燃料电池为例）负极：负极：负极：负极：2H2-4e-=4H+（看看环环境境，酸酸性性或或中中性性环环境境HH+不不再再反反应应，碱碱性性环环境境H H+继继续续和和OHOH-反反应应生生成成水水，两两步步叠叠加加得得到到负负极极总总反应）反应）正极：正极：正极：正极：O2+4e-=2O2-（溶溶液液中中不不存存在在O2-,O2-必必定定和和
41、H+反反应应，酸酸性性环环境境下下有有H+直直接接反反应应，中中性性或或碱碱性性环环境境无无H+会会和和H2O里里隐隐含含的的H+反反应应，同同时时释释放放OH-，两两步步叠叠加加得得到到正极电极总反应）正极电极总反应）电极反应的书写：根据总反应判断谁得失电子，得失电子后变成谁电极反应的书写：根据总反应判断谁得失电子，得失电子后变成谁（以甲烷燃料电池酸性介质为例）（以甲烷燃料电池酸性介质为例）负极：负极：CH4+2H2O8e=CO2+8H+正极：正极：2O2+8H+8e=4H2OCH4+2O2=CO2+2H2O第一步：先正确书写总反应第一步：先正确书写总反应第二步：正确书写正极电极反应第二步：
42、正确书写正极电极反应第二步：确保总反应和正极电极反应得失电子相等后，第二步：确保总反应和正极电极反应得失电子相等后，负极反应负极反应=总反应总反应-正极反应正极反应（4 4）AlAl空气空气海水电池海水电池 负极：正极：放电总反应式：4Al-12e4Al-12e-=4Al =4Al3+3+3O3O2 2+6H+6H2 2O+12eO+12e-=12OH=12OH-4Al+3O4Al+3O2 2+6H+6H2 2O=4Al(OH)O=4Al(OH)3 3课堂堂总结1.随着生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉
43、和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极当堂当堂训练2.如图所示，下列对于该原电池的叙述正确的是A.铜是负极，铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减小C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原3.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为()。A.XYZB.XZYC.YXZD.YZX4.某同学依据反应Zn+2H+=Zn2+H2,利用下列各组材料设计原电池,你认为能组成相应原电池的是()选项ABCD两极材料Zn片,石墨Cu片,Ag片Zn片,Cu片Fe片,Cu片插入溶液H2SO4溶液AgNO3溶液蔗糖溶液稀盐酸谢谢