2020年2月18日6時17分 第一節(jié)原電池原理 知識回顧與拓展 知識回顧與拓展 鹽橋中通常裝有含瓊膠的KCl飽和溶液 知識回顧與拓展 使電池更為穩(wěn)定 鹽橋 維持溶液電中性 保證電子流動 知識回顧與拓展 知識回顧與拓展 理解 外形 無外加電源 放熱的氧化還原反應才可能被設計成原電池 一 原電池 1 定義 把轉(zhuǎn)變?yōu)榈难b置 化學能 電能 活潑性不同 燃料 電解質(zhì) 閉合的回路 一 原電池 原電池的組成 能導電的物質(zhì) 還原性較強的物質(zhì) 多是金屬電極本身 氧化性較強的物質(zhì) 酸溶液堿溶液鹽溶液或熔融液 流出電子 流入電子 氧化反應 還原反應 Mg Al Al Mg 活潑性較強 活潑性較弱 非金屬 負極 二 原電池正負極判斷 原電池原理的應用 1 由組成原電池的電極材料判斷 負極 正極 正極 負極 二 原電池正負極判斷 原電池原理的應用 1 由組成原電池的電極材料判斷 2 根據(jù)電子 電流 流動的方向判斷 失 得 氧化 還原 二 原電池正負極判斷 原電池原理的應用 3 根據(jù)電極反應類型判斷 負 正 二 原電池正負極判斷 原電池原理的應用 1 由組成原電池的電極材料判斷 2 根據(jù)電子 電流 流動的方向判斷 4 根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷 犧牲 溶解 增重 氣泡 二 原電池正負極判斷 原電池原理的應用 3 根據(jù)電極反應類型判斷 1 由組成原電池的電極材料判斷 2 根據(jù)電子 電流 流動的方向判斷 5 根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷 負極 正極 二 原電池正負極判斷 原電池原理的應用 4 根據(jù)電解質(zhì)溶液離子移動的方向判斷 3 根據(jù)電極反應類型判斷 1 由組成原電池的電極材料判斷 2 根據(jù)電子 電流 流動的方向判斷 a c d b a b c d a c d b 三 電池 電極方程式的書寫 1 簡單原電池 1 判斷右邊原電池的正 負極 并寫出電極反應式 Cu FeCl3溶液 負極 Cu失電子Cu 2e Cu2 正極 Fe3 得電子2Fe3 2e 2Fe2 先寫出總反應 即負極與電解質(zhì)溶液反應 拆成離子方程式 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 根據(jù)化合價升降判斷正負極 C 2020年2月18日6時17分 2 請寫出右邊原電池的電極方程式 總反應方程式 負極 Al 失e 2Al 6e 2Al3 2Al3 8OH 2AlO2 4H2O 負極總反應 2Al 8OH 6e 2AlO2 4H2O 正極 總反應 負極反應 6H2O 6e 6OH 3H2 拆成離子方程式 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 根據(jù)化合價升降判斷正負極 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 負極總反應 2H2 4e 4OH 4H2O 正極 總反應 負極反應 總反應 2H2 O2 2H2O 負極 H2失e 4H 4OH 4H2O 2H2 4e 4H O2 2H2O 4e 4OH 例 以Pt為電極 電解質(zhì)溶液為KOH溶液的氫氧燃料電池 2 燃料電池 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 練習 已知總反應 寫出鉛酸蓄電池的電極反應 負極 Pb SO42 2e 2PbSO4 負極失電子 Pb正極得電子 PbO2 電荷守恒 物料守恒 H OH 和H2O 3 復雜原電池 練習 銀鋅電池 電解質(zhì)為KOH 的電池總反應為 Zn Ag2O ZnO 2Ag寫出其正 負極反應 負極 正極 原電池的表示方法 Zn Cu2 Cu Zn Zn2 C1 Cu2 C2 Cu 鹽橋 構(gòu)成原電池的反應快于普通化學反應 1 試將下列兩個氧化還原反應分別設計成原電池 Zn 2AgNO3 Zn NO3 2 2Ag 2Fe3 Fe 3Fe2 課堂練習 2 根據(jù)以下反應設計一個能持續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生電流的原電池裝置 畫出裝置圖 Cu 2AgNO3 Cu NO3 2 2Ag 課堂練習 Cu 課堂練習 3 寫出電池 電極反應式 Pt H2 100kPa H 1 0mol L 1 Cr2O72 10mol L 1 Cr3 1 0mol L 1 H 1 0 10 2mol L 1 Pt 負極 H2 2e 2H 正極 Cr2O72 14H 6e 2Cr3 7H2O總反應 Cr2O72 3H2 8H 2Cr3 7H2O 2020年2月18日6時17分 第二節(jié)化學電源 電池 化學電池 太陽能電池 原子能電池 將化學能轉(zhuǎn)換成電能的裝置 將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置 將放射性同位素自然衰變時產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 2020年2月18日6時17分 筆記本電腦專用電池 手機專用電池 攝像機專用電池 各式各樣的紐扣電池 小型高性能燃料電池 用途廣泛的電池 閱讀課文P74頁并回答問題 1 化學電池與其它能源相比有哪些優(yōu)點 2 判斷電池的優(yōu)劣標準主要是什么 3 目前化學電池主要分哪幾大類 能量轉(zhuǎn)換效率高 供能穩(wěn)定可靠 可以制成各種形狀和大小 不同容量和電壓的電池和電池組 使用方便 易于維護 并可在各種環(huán)境下工作 單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少 即比能量的大小 輸出功率的大小即比功率的大小以及電池的存儲時間的長短 除特殊情況外 質(zhì)量輕 體積小而輸出電能多 功率大 儲存時間長的電池 其質(zhì)量好 化學電池 氫氣 甲醇 天然氣 煤氣與氧氣組成燃料電池 電池中的反應物質(zhì)進行一次氧化還原反應并放電之后 就不能再次利用 又稱充電電池或蓄電池 放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生 恢復工作能力 可多次重復使用 是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學電源 又稱連續(xù)電池 普通鋅錳電池 工作原理 一 一次電池 干電池 Zn NH4Cl ZnCl2 MnO2 C 負極 Zn Zn 2e Zn2 正極 MnO2和C 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 電池總反應 Zn 2MnO2 2NH4Cl 2MnOOH Zn NH3 2Cl2 堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖 堿性電池 Zn KOH MnO2 負極 Zn Zn 2OH 2e Zn OH 2正極 MnO2 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 電池總反應 Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2優(yōu)缺點簡析 只能一次使用 不能充電 價格較貴 比能量和儲存時間有所提高 適用于大電流和連續(xù)放電 一 一次電池 鋅銀電池 紐扣電池 Zn KOH Ag2O 負極 Zn Zn 2OH 2e ZnO H2O正極 Ag2O Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 電池總反應 Zn Ag2O ZnO 2Ag 二 二次電池 鉛蓄電池 Pb H2SO4 PbO2 負極 Pb Pb 2e SO42 PbSO4正極 PbO2 PbO2 2e 4H SO42 PbSO4 2H2O電池總反應 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O閱讀P82了解鉛蓄電池的充電原理及鉛蓄電池的優(yōu)缺點 缺點 比能量低 笨重 廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點 可重復使用 電壓穩(wěn)定 使用方便 安全可靠 價格低廉其它二次電池 鎳鎘電池 鎳氫電池 鋰離子電池 聚合物鋰離子蓄電池 鉛蓄電池的優(yōu)缺點 Pt H2 H O2 Pt 負極 Pt 2H2 4e 4H 正極 Pt O2 4H 4e 2H2O電池總反應 2H2 O2 2H2O Pt H2 OH O2 Pt 負極 Pt 2H2 4e 4OH 4H2O正極 Pt O2 2H2O 4e 4OH 電池總反應 2H2 O2 2H2O 三 燃料電池 氫氧燃料電池 2020年2月18日6時17分 氧化劑與還原劑在工作時不斷補充 反應產(chǎn)物不斷排出 能量轉(zhuǎn)化率高 超過80 普通的只有30 有利于節(jié)約能源 缺點 體積較大 附屬設備較多優(yōu)點 能量轉(zhuǎn)換率高 清潔 對環(huán)境好其它燃料電池 烴 肼 甲醇 氨 煤氣燃料電池 燃料電池的規(guī)律 燃料電池與前幾種電池的差別 燃料做負極 助燃劑氧氣為正極 電極材料一般不參加化學反應 只起傳導電子的作用 20