電化學(xué)基礎(chǔ)PPT[共142頁]

1、1 新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理 第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ) 2 復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧 1、原電池是、原電池是_的裝置。的裝置。 原電池反應(yīng)的本質(zhì)是原電池反應(yīng)的本質(zhì)是_反應(yīng)。反應(yīng)。 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 2、如右圖所示，組成的原電池：、如右圖所示，組成的原電池： （1）當(dāng)電解質(zhì)溶液為?。┊?dāng)電解質(zhì)溶液為稀H2SO4時(shí)：時(shí)： Zn電極是電極是_（填（填“正正”或或“負(fù)負(fù)”）極，）極， 其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)，該反應(yīng) 是是_（填（填“氧化氧化”或或“還原還原”，下同）反，下同）反 應(yīng)；應(yīng)； Cu電極是電極是_極

2、，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為 _,該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)。反應(yīng)。 （2）當(dāng)電解質(zhì)溶液為）當(dāng)電解質(zhì)溶液為CuSOCuSO4 4溶液時(shí)：溶液時(shí)： Zn電極電極 是是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_， 該反應(yīng)是該反應(yīng)是_反應(yīng)；反應(yīng)；Cu電極是電極是_極，極， 其電極反應(yīng)為其電極反應(yīng)為_,該反應(yīng)該反應(yīng)_反應(yīng)反應(yīng). 負(fù)負(fù) Zn 2e - = Zn 2+ 氧化氧化 正正 2H+ +2e- =H2還原還原 負(fù)負(fù)Zn 2e - = Zn 2+ 氧化氧化 正正 Cu2+ + 2e - = Cu還原還原 3 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池 電解質(zhì)電解質(zhì) 溶液溶液 鹽橋鹽橋 失失

3、e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 2H+2e- =H2 陰離子陰離子 陽離子陽離子 總反應(yīng)：總反應(yīng)： 負(fù)極負(fù)極 正極正極 2H+2e- =H2 Zn-2e- =Zn2+ Zn+2H+=Zn2+H2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 (離子方程式）離子方程式） （化學(xué)方程式）（化學(xué)方程式） 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 正極：正極： 負(fù)極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 陽離子陽離子 外電路外電路 內(nèi)電路內(nèi)電路 4 1.電路：電路： 外電路外電路 內(nèi)電路內(nèi)電路 電子流向：負(fù)極流向正極電子流向：負(fù)極流向正極 電流方向：正極流向負(fù)極電流方向：正極流

4、向負(fù)極 陰離子流向負(fù)極陰離子流向負(fù)極 陽離子流向正極陽離子流向正極 2.電極：電極： 正極：電子流入的一極正極：電子流入的一極 負(fù)極：電子流出的一極負(fù)極：電子流出的一極 3.電極反應(yīng)式：電極反應(yīng)式： 正極：正極： 2H+ 2e- H2 負(fù)極：負(fù)極： Zn2e- Zn2+ 4.總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：Zn+ 2H+ Zn2+ + H2 5 ？提出問題：提出問題： 上圖是我們?cè)诒匦奚蠄D是我們?cè)诒匦?中學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片置于稀硫酸中學(xué)習(xí)過的將鋅片和銅片置于稀硫酸 的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng)的原電池，如果用它做電源，不但效率低，而且時(shí)間稍長(zhǎng) 電流就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用電流

5、就很快減弱，因此不適合實(shí)際應(yīng)用。這是什么原因造這是什么原因造 成的呢？有沒有什么改進(jìn)措施？成的呢？有沒有什么改進(jìn)措施？ 學(xué)生討論：學(xué)生討論： 造成的主要原因造成的主要原因：由于在銅極上很快就聚集了許多氫氣：由于在銅極上很快就聚集了許多氫氣 泡，把銅極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就增加了電池的內(nèi)泡，把銅極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就增加了電池的內(nèi) 阻，使電流不能暢通。這種作用稱為阻，使電流不能暢通。這種作用稱為極化作用。極化作用。 一、對(duì)鋅銅原電一、對(duì)鋅銅原電 池工作原理的進(jìn)一步探究池工作原理的進(jìn)一步探究 為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如下圖（書為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，設(shè)計(jì)如下圖（書P71圖圖4-1）所示）所示

6、 的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？的原電池裝置，你能解釋它的工作原理嗎？ 6 實(shí)驗(yàn)三（書實(shí)驗(yàn)三（書71頁實(shí)驗(yàn)頁實(shí)驗(yàn)4-1） 實(shí)驗(yàn)探索實(shí)驗(yàn)探索 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 分析分析：改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？：改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？ 鹽橋在此的作用是什么？鹽橋在此的作用是什么？ 參考教材參考教材71頁頁 有鹽橋存在時(shí)電流計(jì)指針發(fā)有鹽橋存在時(shí)電流計(jì)指針發(fā) 生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過電路。生偏轉(zhuǎn)，即有電流通過電路。 取出鹽橋，電流計(jì)指針即回取出鹽橋，電流計(jì)指針即回 到零點(diǎn)，說明沒有電流通過。到零點(diǎn)，說明沒有電流通過。 鹽橋制法：鹽橋制法：1)將熱的瓊膠溶液倒入將熱的

7、瓊膠溶液倒入U(xiǎn)形管中形管中(注意不要產(chǎn)生裂隙注意不要產(chǎn)生裂隙)， 將冷卻后的將冷卻后的U形管浸泡在形管浸泡在KCl或或NH4NO3的飽和溶液中即可。的飽和溶液中即可。2)將將 KCl或或NH4NO3的飽和溶液裝入的飽和溶液裝入U(xiǎn)形管，用棉花都住管口即可。形管，用棉花都住管口即可。 7 鹽橋的作用：鹽橋的作用： （1 1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸。 得出結(jié)論得出結(jié)論 由于鹽橋（如由于鹽橋（如KClKCl）的存在，其中陰離子）的存在，其中陰離子ClCl- -向向ZnSOZnSO4 4溶液擴(kuò)溶液擴(kuò) 散和遷移，陽離子散和遷移，陽離子K K+ +則向

8、則向CuSOCuSO4 4溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過剩的溶液擴(kuò)散和遷移，分別中和過剩的 電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，一直到電荷，保持溶液的電中性，因而放電作用不間斷地進(jìn)行，一直到 鋅片全部溶解或鋅片全部溶解或 CuSOCuSO4 4溶液中的溶液中的 CuCu2+ 2+幾乎完全沉淀下來。 幾乎完全沉淀下來。若電解若電解 質(zhì)溶液與質(zhì)溶液與KClKCl溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作鹽橋。作鹽橋。 （2 2）平衡電荷。）平衡電荷。 在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是在整個(gè)裝置的電流回路中，溶液中的電流通路是靠

9、離子遷移完靠離子遷移完 成成的。的。ZnZn失去電子形成的失去電子形成的ZnZn2+ 2+進(jìn)入 進(jìn)入ZnSOZnSO4 4溶液，溶液，ZnSOZnSO4 4溶液因溶液因ZnZn2+ 2+增多 增多 而帶正電荷。同時(shí)，而帶正電荷。同時(shí)，CuSOCuSO4 4則由于則由于CuCu2+ 2+ 變?yōu)?變?yōu)镃u Cu ，使得，使得 SOSO4 42- 2-相對(duì)較 相對(duì)較 多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅多而帶負(fù)電荷。溶液不保持電中性，這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅 片流向銅片，造成電流中斷。片流向銅片，造成電流中斷。 8 請(qǐng)同學(xué)們請(qǐng)同學(xué)們思考思考： 上述原電池裝置是將什么反應(yīng)的上述

10、原電池裝置是將什么反應(yīng)的 化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的？指出電池化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的？指出電池 的正負(fù)極，并分別寫出其中負(fù)極的正負(fù)極，并分別寫出其中負(fù)極 和正極的電極反應(yīng)式以及該電池和正極的電極反應(yīng)式以及該電池 的總反應(yīng)方程式。的總反應(yīng)方程式。 ZnSO4溶液溶液 CuSO4溶液溶液 負(fù)極（鋅片）：負(fù)極（鋅片）： Zn 2e - = Zn 2+ （氧化反應(yīng)）氧化反應(yīng)） 正極（銅片）：正極（銅片）： Cu2+ + 2e - = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 電池反應(yīng)（電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式總化學(xué)方程式）：）：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 電池符號(hào)電池符號(hào)： Zn ZnSO4 CuSO4 C

11、u 負(fù)極負(fù)極 鹽橋鹽橋 正極正極 一、對(duì)鋅銅原電一、對(duì)鋅銅原電 池工作原理的進(jìn)一步探究池工作原理的進(jìn)一步探究 ? 9 二、由兩個(gè)半電池組成原電池的工作二、由兩個(gè)半電池組成原電池的工作原理原理 （1）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行，再以）把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開在不同區(qū)域進(jìn)行，再以 適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。適當(dāng)方式連接，可以獲得電流。 在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向在這類電池中，用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向 外電路提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從 外電路得到電子。外電路得到電子。 在原電池的內(nèi)部，兩

12、極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽在原電池的內(nèi)部，兩極浸在電解質(zhì)溶液中，并通過陰陽 離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。 （2 2）探究）探究組成原電池的條件組成原電池的條件 練習(xí)：鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽離子（練習(xí)：鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，陽離子（ ） A 移向移向Zn 極，陰離子移向極，陰離子移向Cu 極極 B 移向移向Cu 極，陰離子移向極，陰離子移向Zn 極極 C 和陰離子都移向和陰離子都移向Zn極極 D 和陰離子都移向和陰離子都移向Cu 極極 B 10 實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件 （可以）（可以） （可以）（可以）（可以）（可以） （不可以）（不可

13、以） 形成條件一：形成條件一： 活潑性不同的兩個(gè)電極活潑性不同的兩個(gè)電極 負(fù)極：較活潑的金屬負(fù)極：較活潑的金屬 正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等 第一組實(shí)驗(yàn)第一組實(shí)驗(yàn) 11 （可以）（可以）（不可以）（不可以） 形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中；形成條件二：電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中； 第二組實(shí)驗(yàn)第二組實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件 12 第三組實(shí)驗(yàn)第三組實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件實(shí)驗(yàn)探究形成原電池的條件 形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路 （不可以）（不可以） 可以可以 13 （2 2）組成原電池的條件組成原電池的條件

14、（1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬單質(zhì)）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬單質(zhì) 或金屬氧化物）作電極?；蚪饘傺趸铮┳麟姌O。 （2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 （3）兩極相連形成閉合電路。）兩極相連形成閉合電路。 （4）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。）內(nèi)部條件：能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。 14 CuFe H2SO4 CuZn H2SO4 CuFe NaCl溶溶液液 CuFe NaCl溶液溶液 CuZn 酒酒精精 Cu Zn H2SO4H2SO4 A BCD EFM nZnZ 4OS2H N nZCu 4OS2Cu uC 4OS2H 1.下列哪幾個(gè)

15、裝置能形成原電池？下列哪幾個(gè)裝置能形成原電池？ O V X V VX X X V 典型例題：典型例題： V 15 典型例題：典型例題： 16 （3）原電池的正負(fù)極的判斷方法）原電池的正負(fù)極的判斷方法 (參考第二教材參考第二教材P118) 微觀判斷微觀判斷 （根據(jù)電子流動(dòng)（根據(jù)電子流動(dòng) 方向方向） 電子流出的極電子流出的極 電子流入的極電子流入的極 負(fù)極負(fù)極 正極正極 較活潑的電極材料較活潑的電極材料 較不活潑的電極材料較不活潑的電極材料 質(zhì)量增加的電極質(zhì)量增加的電極 工作后工作后 質(zhì)量減少的電極質(zhì)量減少的電極 負(fù)極負(fù)極 正極正極 正極正極 負(fù)極負(fù)極 工作后，有氣泡冒出的電極為正極工作后，有氣泡

16、冒出的電極為正極 發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極 發(fā)生還原反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極 宏觀判斷宏觀判斷： 根據(jù)電極材料根據(jù)電極材料 根據(jù)原電池電極根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng) 根據(jù)電極增重還是減重根據(jù)電極增重還是減重 根據(jù)電極有氣泡冒出：根據(jù)電極有氣泡冒出： 負(fù)極負(fù)極 正極正極 17 1. 1.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與 鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是鋅組成原電池時(shí)，鋅為負(fù)極，此金屬是( )( ) A.Mg B.Fe C.Al D.CuA.Mg B.Fe C.Al D.Cu 2.2.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時(shí)，由銅鋅和稀硫酸組

17、成的原電池工作時(shí)， 電解質(zhì)溶液的電解質(zhì)溶液的 pH( )pH( ) A.A.不變不變 B B先變大后變小先變大后變小 C C逐漸變大逐漸變大 D.D.逐漸變小逐漸變小 C 典型例題：典型例題： 18 3.把把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線 兩兩相連組成原電池。若兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，相連時(shí)，a為負(fù)極；為負(fù)極； c、d相連時(shí)，電流由相連時(shí)，電流由d到到c；a、c相連時(shí)，相連時(shí)，c極上產(chǎn)極上產(chǎn) 生大量氣泡，生大量氣泡，b、d相連時(shí)，相連時(shí)，b上有大量氣泡產(chǎn)生，上有大量氣泡產(chǎn)生， 則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到

18、弱的為 ( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B 19 4、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線、如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線 將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯 中央滴入中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是 ( D ) A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B. 保持平衡狀態(tài)保持平衡狀態(tài) C. 鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜 D. 銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜 20 （4）電解

19、質(zhì)溶液和電極材料的選擇）電解質(zhì)溶液和電極材料的選擇 活潑性不同活潑性不同 的兩種金屬。的兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極如鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極 金屬和非金屬。金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨棒作正極如鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨棒作正極 金屬和化合物。金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負(fù)極，如鉛蓄電池，鉛版作負(fù)極，PbO2作正極作正極 惰性電極。惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt （電池的電極必須導(dǎo)電）（電池的電極必須導(dǎo)電） 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個(gè)半反應(yīng)分電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)。但若是兩個(gè)

20、半反應(yīng)分 別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng)別在兩個(gè)燒杯中進(jìn)行，則左右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶液應(yīng) 與電與電 極材料具有相同的陽離子。極材料具有相同的陽離子。 21 請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng) : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 設(shè)計(jì)成原電池。設(shè)計(jì)成原電池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案? Cu Cu 2e- = Cu2+ 比比Cu不活潑的金屬或石墨不活潑的金屬或石墨 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO 4 )3、FeCl3等等 負(fù)極：負(fù)極： 正極：正極： 電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液： 練一練練一練 若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解

21、質(zhì)溶液又是若是采用燒杯和鹽橋裝置圖，采用的電解質(zhì)溶液又是 什么？試畫出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。什么？試畫出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。 22 )能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) )通常須兩個(gè)活性不同的電極通常須兩個(gè)活性不同的電極 )電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 )還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，還原劑在負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)， 氧化劑在正極得電子氧化劑在正極得電子,發(fā)生還原反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng) 23 1.利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池； 2.改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸改變化學(xué)反應(yīng)速率，如實(shí)驗(yàn)室用粗鋅與硫酸 反應(yīng)制取氫氣；反應(yīng)制取氫氣； 3.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱

22、比較；進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較； 4.電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極 而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。 三、原電池的主要應(yīng)用：三、原電池的主要應(yīng)用： 5.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象解釋某些化學(xué)現(xiàn)象 24 (1)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。 例例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是 下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是 C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極； A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2氣放出氣放

23、出； B.在氧化在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多； D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)； （C） 原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用： 25 (2)比較反應(yīng)速率比較反應(yīng)速率 例例2 ： 下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是 粗鋅和粗鋅和 1mol/L 鹽酸；鹽酸； B. A. 純鋅和純鋅和1mol/L 硫酸；硫酸； 純鋅和純鋅和18 mol/L 硫酸；硫酸； C. 粗鋅和粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。溶液。D. （ D ） 原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用： 26

24、(3)比較金屬腐蝕的快慢比較金屬腐蝕的快慢 例例3： 下列各情況，在其中下列各情況，在其中Fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序是的順序是 (5)(2)(1)(3)(4) 原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用： 27 例例4：下列裝置中四塊相同的 下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速片，放置一段時(shí)間后腐蝕速 率由率由慢慢到到快快的順序是的順序是(4)(2)(1)(3) 28 (4)判斷溶液判斷溶液pH值變化值變化 例例5： 在在Cu-Zn原電池中，原電池中，200mLH2SO4 溶液的濃度為溶液的濃度為 0.125mol/L , 若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到若工作一段時(shí)間后，從裝置

25、中共收集到 0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為 mol,溶溶 液的液的pH值變值變_？（溶液體積變化忽略不計(jì)）？（溶液體積變化忽略不計(jì)） 0.2 解得：解得： y 0.015 (mol) x 0.015 (mol) 3.75 10 4(mol/L ) pH -lg3.75 10 4 4 -lg3.75 答：答： 0.015 根據(jù)電極反應(yīng)：根據(jù)電極反應(yīng)： 正極：正極： 負(fù)極：負(fù)極：Zn2e-Zn2+ 2H+2e- H2 得：得： 2 2 22.4 x y 0.168 解：解： 0.20.1252 c(H+)余 余 2H+ 2eH2 大大 0.015 原電池原理應(yīng)用：

26、原電池原理應(yīng)用： 29 (5)原電池原理的綜合應(yīng)用原電池原理的綜合應(yīng)用 例例6：市場(chǎng)上出售的：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋熱敷袋”的主要成分為鐵屑、的主要成分為鐵屑、 炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋熱敷袋”啟啟 用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時(shí)，打開 塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā)塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā) 現(xiàn)有大量鐵銹存在?，F(xiàn)有大量鐵銹存在。 “熱敷袋熱敷袋”是利用是利用 放出熱量。放出熱量。 2)炭粉的主要作用是炭粉的主要作用是 。 3)加入氯化鈉的主要作用是加入氯化鈉的主要作用是 。

27、 鐵被氧化鐵被氧化 與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化 氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液 原電池原理應(yīng)用：原電池原理應(yīng)用： 30 拓展練習(xí)拓展練習(xí) （1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 兩極反應(yīng)式為：正極兩極反應(yīng)式為：正極 ； 負(fù)極負(fù)極 。 該裝置將該裝置將 能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為 能。能。 （2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液， 則正極為則正極為 ， 總反應(yīng)方程為總反應(yīng)方程為 。 鎂逐漸溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；鎂逐漸溶解，鋁極

28、上有氣泡冒出，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)； 2H+2e=H2 Mg2e=Mg2+ 化學(xué)能化學(xué)能 電能電能 Al 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 31 小小 結(jié)結(jié) 定義定義: （1）由兩個(gè)半電池組成的鋅銅原電池的工作原理）由兩個(gè)半電池組成的鋅銅原電池的工作原理 原電池原電池 把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。 2、原電池的工作原理、原電池的工作原理 較活潑的金屬發(fā)生較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬電子從較活潑的金屬(負(fù)極負(fù)極) 通過外電路流向較不活潑的金屬通過外電路流向較不活潑的金屬(正極正極)。 負(fù)極 正極 電子流向電子流向 電流流向電流流向

29、 （2 2）形成原電池的條件形成原電池的條件 （3）原電池的正負(fù)極的判斷方法）原電池的正負(fù)極的判斷方法 （4）電極材料的選擇（電池的電極必須導(dǎo)電）電極材料的選擇（電池的電極必須導(dǎo)電） 32 在一在一 瓣橘子上相隔瓣橘子上相隔0.5cm分別插一小銅片分別插一小銅片 和鋁片，把銅片和鋁片的另一端通過導(dǎo)線接和鋁片，把銅片和鋁片的另一端通過導(dǎo)線接 觸耳機(jī)的兩極，試試能否聽到觸耳機(jī)的兩極，試試能否聽到“嘎嘎嘎嘎”聲。能聲。能 夠從耳機(jī)中聽到夠從耳機(jī)中聽到“嘎嘎嘎嘎”聲，說明了什么？用聲，說明了什么？用 其他金屬、水果、液體再試一試。其他金屬、水果、液體再試一試。 研研 究究 性性 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 鋁片鋁片銅

30、片銅片 33 新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理 2021年年7月月31日星期六日星期六 第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié)第二節(jié) 化學(xué)電源化學(xué)電源 34 學(xué)與問學(xué)與問在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知 道電池的其它應(yīng)用嗎？道電池的其它應(yīng)用嗎？ 電池電池 化學(xué)電池化學(xué)電池 太陽能電池太陽能電池 原子能電池原子能電池 將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置 將太陽能轉(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(shí)產(chǎn)生的熱將放射性同位素自然衰變時(shí)產(chǎn)生的熱 能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置能通

31、過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 堿性鋅錳電池、鋅銀電池、堿性鋅錳電池、鋅銀電池、 鉛蓄電池、鎘鎳電池、氫鎳鉛蓄電池、鎘鎳電池、氫鎳 電池、鋰離子電池等。電池、鋰離子電池等。 廣泛應(yīng)用于通訊、交通、文廣泛應(yīng)用于通訊、交通、文 化、辦公及家用電子產(chǎn)品?；?、辦公及家用電子產(chǎn)品。 高科技、軍事、生產(chǎn)行業(yè)也高科技、軍事、生產(chǎn)行業(yè)也 有特殊應(yīng)用。有特殊應(yīng)用。 35 【思考思考】 目前化學(xué)電池主要分為哪幾個(gè)大類？目前化學(xué)電池主要分為哪幾個(gè)大類？ 在性能等方面它們各有什么特點(diǎn)？在性能等方面它們各有什么特點(diǎn)？ 產(chǎn)生電能的基本原理是什么？產(chǎn)生電能的基本原理是什么？ 化學(xué)電池與其他能源相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？化學(xué)電池與其他能

32、源相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？ 36 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1：化學(xué)電池：化學(xué)電池 1)概念概念:將化學(xué)能變成電能的裝置將化學(xué)能變成電能的裝置 2)分類分類: 一次電池又稱不可充電電池一次電池又稱不可充電電池如：干電池如：干電池 二次電池又稱充電電池二次電池又稱充電電池蓄電池蓄電池 燃料電池燃料電池 3)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 4)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn): 能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。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。和電池組，使用方便。 易維

33、護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。 比能量比能量 符號(hào)符號(hào)(Wh/kg)，(Wh/L) 指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少 比功率比功率符號(hào)是符號(hào)是W/kg，W/L) 指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小 電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短 37 1 1、干電池、干電池( (普通鋅錳電池）普通鋅錳電池） 干電池用鋅制桶形外殼作干電池用鋅制桶形外殼作 負(fù)極，位于中央的頂蓋有負(fù)極，位于中央的頂蓋有 銅帽的石墨作正極，在石銅帽的石墨作正極，在石 墨周圍填充墨周圍填充NHNH4 4

34、ClCl、ZnClZnCl2 2 和淀粉作電解質(zhì)溶液，還和淀粉作電解質(zhì)溶液，還 填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正極放出的的黑色粉末吸收正極放出的H H2 2，防止產(chǎn)生極化，防止產(chǎn)生極化 現(xiàn)象。電極總的反應(yīng)式為：現(xiàn)象。電極總的反應(yīng)式為： Zn+2MnOZn+2MnO2 2 + 2NH + 2NH4 4Cl = ZnClCl = ZnCl2 2+ Mn+ Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O 請(qǐng)寫出各電極的電極反應(yīng)。請(qǐng)寫出各電極的電極反應(yīng)。 一、一、 一次電池一次電池 38 練：寫出練：寫出鋅錳干電池鋅錳干電池的電極反應(yīng)和總化學(xué)反的電極反應(yīng)和總化學(xué)反 應(yīng)方程式

35、。應(yīng)方程式。 負(fù)極負(fù)極 正極正極 總反應(yīng)總反應(yīng) 通常我們可以通過干電池的外觀上的哪些變通常我們可以通過干電池的外觀上的哪些變 化判斷它已經(jīng)不能正常供電了？化判斷它已經(jīng)不能正常供電了？ _我們?cè)谖覀冊(cè)?使用干電池的過程中并沒有發(fā)現(xiàn)有氣體產(chǎn)生，使用干電池的過程中并沒有發(fā)現(xiàn)有氣體產(chǎn)生， 請(qǐng)推測(cè)可能是干電池中的什么成分起了作用？請(qǐng)推測(cè)可能是干電池中的什么成分起了作用？ Zn-2e-=Zn2+ 2NH4+2e-=2NH3+H2 ， ， H2 +2MnO2=Mn2O3+H2O 鋅筒變軟，電池表面變得不平整鋅筒變軟，電池表面變得不平整 MnO2 Zn+2MnOZn+2MnO2 2 + 2NH + 2NH4

36、4Cl = ZnClCl = ZnCl2 2+ Mn+ Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O 39 堿性鋅堿性鋅-錳干電池錳干電池 負(fù)極：負(fù)極： 正極：正極： 電池反應(yīng)：電池反應(yīng)： 電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOH ZnZn MnOMnO2 2 Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 思考思考該電池的正負(fù)極材料和電解質(zhì)該電池的正負(fù)極材料和電解質(zhì) 40 干電池干電池 負(fù)極負(fù)極: Zn2e-Zn2 普通鋅錳干電池：普通鋅錳干電池：（-）Zn ZnCl2、NH

37、4Cl（糊狀） （糊狀） 石墨 石墨( nO2)(+） ） 正極正極: 2NH4+2e-2NH3H2 總電池反應(yīng)方程式總電池反應(yīng)方程式 ：2NH4ClZnZnCl22NH3H2 缺點(diǎn)：放電量小，放電過程中易氣漲或漏液缺點(diǎn)：放電量小，放電過程中易氣漲或漏液 改進(jìn)后堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)：改進(jìn)后堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)： 電流穩(wěn)定，放電容量、時(shí)間增大幾倍，不會(huì)氣漲或漏液。電流穩(wěn)定，放電容量、時(shí)間增大幾倍，不會(huì)氣漲或漏液。 二氧化錳的用途二氧化錳的用途 Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 41 2 2、迷你型電池、迷你型電池 優(yōu)點(diǎn)：電壓高、穩(wěn)定，低污染。優(yōu)點(diǎn)：電壓高、穩(wěn)定，低污染。 用途

38、：手表、相機(jī)、心率調(diào)節(jié)器用途：手表、相機(jī)、心率調(diào)節(jié)器 HgO（ （S）+Zn（S）=Hg（l）+ZnO（S） Ag2O（ （S）+Zn（S）=2Ag（l）+ZnO（S） 42 3 3、鋰電池、鋰電池 鋰電池：鋰電池：（- -）LiLi（ （S S） LiI LiI（晶片） （晶片） I I2 2(+ (+） 鋰亞硫酰氯電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2) )：8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S 負(fù)極：負(fù)極： ；正極：；正極： 。 用途：質(zhì)輕、高能用途：質(zhì)輕、高能( (比能量高比能量高) )、高工作

39、效率、高穩(wěn)定電壓、工、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工 作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。 8Li-8e8Li-8e- -=8Li=8Li+ +3SOCl3SOCl2 2+8e+8e- -=6Cl=6Cl- -+SO+SO3 32- 2-+2S +2S 43 鉛蓄電池、鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電 池池 1.鉛蓄電池鉛蓄電池 1)正負(fù)極材料正負(fù)極材料 正極：正極：PbO2負(fù)極：負(fù)極：Pb 2)工作工作機(jī)制機(jī)制 電解質(zhì)：電解質(zhì)：H2SO4溶液溶液 鉛蓄電池為典型的可充電電池，其電極反應(yīng)鉛蓄電池為典型的可

40、充電電池，其電極反應(yīng) 分為放電和充電兩個(gè)過程分為放電和充電兩個(gè)過程 二、二次電池二、二次電池 44 放電過程總反應(yīng)：放電過程總反應(yīng)： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O Pb(s) + SO42- -2e- =PbSO4 (s) 正極：正極： PbO2(s) + 4H+SO42- +2e- =2PbSO4 (s) +2H2O 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 負(fù)極：負(fù)極： 放電過程放電過程 鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過程逆過程 45 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l) 充電過

41、程充電過程 PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 陰極：陰極： 陽極：陽極： 2PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H+ + SO42- 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 接電源負(fù)極接電源負(fù)極 接電源正極接電源正極 充電過程總反應(yīng)：充電過程總反應(yīng)： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 鉛蓄電池的充放電過程：鉛蓄電池的充放電過程： 放電放電 充電充電 46 3)優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方

42、便、安全可靠、可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、 價(jià)格低廉價(jià)格低廉 其它二次電池其它二次電池 鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰 離子蓄電池離子蓄電池 47 2 2、銀鋅蓄電池、銀鋅蓄電池 正極殼填充正極殼填充AgAg2 2O O和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合 金，電解質(zhì)溶液金，電解質(zhì)溶液KOHKOH。反應(yīng)式為：。反應(yīng)式為： 2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 寫出電極反應(yīng)式。寫出電極反應(yīng)式。 充電充電 放電放電 48 銀銀-鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電

43、源，它的鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的 充電和放電過程可以表示為：充電和放電過程可以表示為： 2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O 放電放電 充電充電 此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（ ） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn D 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： 負(fù)極：負(fù)極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正極：正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 49 3 3、鎘鎳電池、鎘鎳電池 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放放電電 充電充電 負(fù)極材料：負(fù)極材料：CdCd； 正極材料：正

44、極材料：涂有涂有NiONiO2 2， 電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOHKOH溶液。溶液。 反應(yīng)式如下：反應(yīng)式如下： 寫出電極反應(yīng)式。寫出電極反應(yīng)式。 特點(diǎn)：比鉛蓄電池耐用，可密封反復(fù)使用。特點(diǎn)：比鉛蓄電池耐用，可密封反復(fù)使用。 50 鎳鎳鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)： Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知，該電池的負(fù)極材料是由此可知，該電池的負(fù)極材料是 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 放電放電 充電充電 A. Cd （ A ） B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： 負(fù)極：負(fù)極：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正極：

45、正極：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH- 51 大有發(fā)展前景的燃料電池大有發(fā)展前景的燃料電池 燃料電池燃料電池是利用是利用氫氣、天然氣、甲醇?xì)錃狻⑻烊粴?、甲醇等燃等?料與料與氧氣或空氣氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來的進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來的 化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。目前化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。目前燃燃 料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近80%80%，約為火力發(fā)，約為火力發(fā) 電的電的2 2倍倍。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的廢熱太。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的廢熱太 多。燃料電池的多。燃料電池的噪聲噪聲及硫氧化物、氮氧化物等及硫氧化物、

46、氮氧化物等 廢氣污染都接近零廢氣污染都接近零；燃料電池發(fā)明于燃料電池發(fā)明于1919世紀(jì)世紀(jì)3030年代年代 末，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，到末，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，到2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代才開始進(jìn)入年代才開始進(jìn)入 實(shí)用階段。第一代燃料電池的實(shí)用階段。第一代燃料電池的 大致情況如下：大致情況如下： ( (三三) )燃料電池燃料電池 52 氫氧燃料電池氫氧燃料電池 53 新型燃料電池新型燃料電池 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全 部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外 界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)

47、產(chǎn)物不斷排出電池 54 燃料電池燃料電池 優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化率高，可持續(xù)使優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化率高，可持續(xù)使 用，用，對(duì)環(huán)境友好對(duì)環(huán)境友好 用途：宇宙飛船，應(yīng)用前景廣闊用途：宇宙飛船，應(yīng)用前景廣闊 負(fù)極負(fù)極 : 2H2+4OH-4e-4H2O 正極正極 : O2+2H2O4e-4OH- 總反應(yīng)方程式總反應(yīng)方程式 ： 2H2O22H2O 55 燃燃 料料 電電 池池 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 56

48、固體燃料電池固體燃料電池 2H2 - 4e- +2O2 = 2H2O O2 + 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 57 航天技術(shù)上使用的一種電航天技術(shù)上使用的一種電 池，它具有高能、輕便、池，它具有高能、輕便、 不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。用不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。用PtPt 做電極，做電極，KOHKOH溶液做電解溶液做電解 液，因其反應(yīng)與氫氧燃燒液，因其反應(yīng)與氫氧燃燒 相似，故稱為氫氧燃燒電相似，故稱為氫氧燃燒電 池。請(qǐng)寫出各電極的電極池。請(qǐng)寫出各電極的電極 反應(yīng)。反應(yīng)。 氫氧燃料電池氫氧燃料電池 若將氫氣換成甲烷，若將氫氣換成甲烷，寫出各電極的電極

49、反應(yīng)寫出各電極的電極反應(yīng) PtPt電極電極 H2 O2 氫氧燃料電池模擬氫氧燃料電池模擬 KOH 58 將鉑絲插入將鉑絲插入KOH溶液作電極，然后向兩個(gè)電溶液作電極，然后向兩個(gè)電 極上分別通入甲烷和氧氣，可以形成原電池，極上分別通入甲烷和氧氣，可以形成原電池， 由于發(fā)生的反應(yīng)類似于甲烷的燃燒，所以稱由于發(fā)生的反應(yīng)類似于甲烷的燃燒，所以稱 作燃料電池，根據(jù)兩極上反應(yīng)的實(shí)質(zhì)判斷，作燃料電池，根據(jù)兩極上反應(yīng)的實(shí)質(zhì)判斷， 通入甲烷的一極為通入甲烷的一極為_，這一極的電極反應(yīng)，這一極的電極反應(yīng) 為為_；通入氧氣的一極；通入氧氣的一極 為為_，電極反應(yīng)為，電極反應(yīng)為 _，總，總 反應(yīng)為反應(yīng)為_。 負(fù)極負(fù)極

50、 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 正極正極 O2+4e-+2H2O=4OH- CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 若將氫氣換成甲烷，若將氫氣換成甲烷，寫出各電極的電極反應(yīng)寫出各電極的電極反應(yīng) 59 書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1 1電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離 子反應(yīng)的所有規(guī)則（如子反應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆拆”、“平平”）；）； 3 3負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子 所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如 4價(jià)的價(jià)的C在在

51、酸性溶液中酸性溶液中以以CO2形式存在，形式存在， 在在堿性溶液中堿性溶液中以以CO32 形式存在）； 形式存在）； 2 2將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加 得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到 另一極反應(yīng)；另一極反應(yīng)； 60 課堂總結(jié) 1 1、僅有一個(gè)電極材料參與反應(yīng)的原電池：、僅有一個(gè)電極材料參與反應(yīng)的原電池： 負(fù)極：負(fù)極：M-xe=MM-xe=Mx+ x+ 正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬 正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬 2 2、兩個(gè)電極均參與反應(yīng)的原電池、兩個(gè)電極均參與反應(yīng)的原電池 （如蓄電池，紐扣電池）（如蓄電

52、池，紐扣電池） 電極材料：金屬為負(fù)極，金屬化合物為正極電極材料：金屬為負(fù)極，金屬化合物為正極 61 電子得失均由兩電極本身發(fā)生電子得失均由兩電極本身發(fā)生 電極反應(yīng)需考慮電解質(zhì)溶液的參與電極反應(yīng)需考慮電解質(zhì)溶液的參與 3 3、電極材料本身均不參與反應(yīng)的電池（燃料電池）、電極材料本身均不參與反應(yīng)的電池（燃料電池） 兩電極材料均為惰性電極兩電極材料均為惰性電極 負(fù)極可燃性氣體失電子，正極助燃性氣體得負(fù)極可燃性氣體失電子，正極助燃性氣體得 電子電子 電極反應(yīng)考慮電解質(zhì)溶液電極反應(yīng)考慮電解質(zhì)溶液 62 1 1、在含有、在含有H H2 2S S氣體的空氣中，銀器表面易變黑（生成了氣體的空氣中，銀器表面易變

53、黑（生成了 AgAg2 2S S），為了除去銀器表面），為了除去銀器表面AgAg2 2S S，可采用如下方法：在一，可采用如下方法：在一 個(gè)鋁制的容器中放入食鹽溶液，將銀器浸入食鹽溶液，使個(gè)鋁制的容器中放入食鹽溶液，將銀器浸入食鹽溶液，使 銀器與鋁接觸良好過一段時(shí)間，銀器表面變?yōu)殂y白色，銀器與鋁接觸良好過一段時(shí)間，銀器表面變?yōu)殂y白色， 并聞到臭雞蛋的氣味，觀察到有少量白色絮狀沉淀生成，并聞到臭雞蛋的氣味，觀察到有少量白色絮狀沉淀生成， 請(qǐng)用電極反應(yīng)式和離子方程式表示上述過程請(qǐng)用電極反應(yīng)式和離子方程式表示上述過程 鞏 固 練 習(xí) Al-3e-=Al3+ Ag2S+2e-=2Ag+S2- 2Al+

54、3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S 63 2 2、熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，、熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率， 因而受到重視，可用因而受到重視，可用LiLi2 2COCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3的熔的熔 融鹽混合物作電解質(zhì)，融鹽混合物作電解質(zhì)，COCO為陽極燃?xì)猓諡殛枠O燃?xì)?，?氣與氣與COCO2 2的混合氣為陰極燃?xì)?，制得在的混合氣為陰極燃?xì)?，制得?6565下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池 反應(yīng)式：反應(yīng)式： 負(fù)極反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO2CO+2CO3 32- 2-=4CO =4CO2 2+4e+4e

55、 正極反應(yīng)式：正極反應(yīng)式： 總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： O2+4e-+2CO2=2CO32- 2CO+O2=2CO2 64 3.3.鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能 量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰 電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i + MnOLi + MnO2 2=LiMnO=LiMnO2 2, , 下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ） A A、 LiLi是正極，電極反應(yīng)為是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i Li e e- - = Li= Li+ + B B、 LiLi是負(fù)極，電極反

56、應(yīng)為是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i Li e e- - = Li= Li+ + C C、 LiLi是負(fù)極，電極反應(yīng)為是負(fù)極，電極反應(yīng)為MnOMnO2 2 + e+ e- - = MnO= MnO2 2 D D、 LiLi是負(fù)極，電極反應(yīng)為是負(fù)極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i Li 2e2e- - = Li= Li2+ 2+ B 65 4 4、19911991年我國(guó)首創(chuàng)以鋁、空氣、海水電池為能源的新型年我國(guó)首創(chuàng)以鋁、空氣、海水電池為能源的新型 海水標(biāo)志燈已經(jīng)研制成功。該燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠海水標(biāo)志燈已經(jīng)研制成功。該燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠 空氣中氧使鋁不斷氧化產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)空氣中氧使鋁不斷氧化產(chǎn)生

57、電流。只要把燈放入海水中數(shù) 分鐘就發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高分鐘就發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高2020到到5050倍。運(yùn)倍。運(yùn) 用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，推測(cè)該新型電池兩極上可能發(fā)生的電用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)，推測(cè)該新型電池兩極上可能發(fā)生的電 極反應(yīng)。極反應(yīng)。 負(fù)極負(fù)極 正極正極4Al-12e=4Al3+ 3O2+6H2O+12e=12OH- 不活潑金屬或碳不活潑金屬或碳 Cu 5 5已知：已知：Cu+2FeClCu+2FeCl3 3=2FeCl=2FeCl2 2+CuCl+CuCl2 2利用這一反應(yīng)，試?yán)眠@一反應(yīng)，試 設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，標(biāo)明電極材料名稱，電解設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖

58、，標(biāo)明電極材料名稱，電解 質(zhì)溶液，然后填空：質(zhì)溶液，然后填空： 正極正極 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 2Fe3+2e=2Fe2+ Cu-2e=Cu2+ 66 6 6、已知：鉛蓄電池充電完畢后，電池中硫酸的密度為、已知：鉛蓄電池充電完畢后，電池中硫酸的密度為 1 1，放電，放電 完畢后，溶液的密度變?yōu)橥戤吅?，溶液的密度變?yōu)?2 2。又鉛蓄電池充電時(shí)的反應(yīng)：。又鉛蓄電池充電時(shí)的反應(yīng)： 2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O Pb+PbOO Pb+PbO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4 法拉第常數(shù)：法拉第常數(shù)：F=96500C/molF=96500C/mol 寫出鉛蓄

59、電池使用時(shí)所產(chǎn)生的總反應(yīng)式及兩電極上的半反應(yīng)。寫出鉛蓄電池使用時(shí)所產(chǎn)生的總反應(yīng)式及兩電極上的半反應(yīng)。 已知充放電完畢后，溶液的密度是下列兩個(gè)數(shù)據(jù)：已知充放電完畢后，溶液的密度是下列兩個(gè)數(shù)據(jù)：1.10g/cm1.10g/cm3 3, , 相當(dāng)于含相當(dāng)于含14.35%(14.35%(質(zhì)量質(zhì)量) )的硫酸，的硫酸，1.28g/cm1.28g/cm3 3, ,相當(dāng)于含相當(dāng)于含36.87% 36.87% ( (質(zhì)量質(zhì)量) )的硫酸請(qǐng)指出分別的硫酸請(qǐng)指出分別 1 1， 2 2對(duì)應(yīng)于哪一個(gè)數(shù)據(jù)？對(duì)應(yīng)于哪一個(gè)數(shù)據(jù)？ 用什么方法可以確定什么時(shí)候該充電什么時(shí)候該停止充電？用什么方法可以確定什么時(shí)候該充電什么時(shí)候該

60、停止充電？ 按方程式計(jì)算生成及消耗的水和硫酸的質(zhì)量。按方程式計(jì)算生成及消耗的水和硫酸的質(zhì)量。 計(jì)算一個(gè)電容量為計(jì)算一個(gè)電容量為4.324.3210106 6C C的蓄電池中需加多少硫酸？的蓄電池中需加多少硫酸？ 用久了的鉛蓄電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，為什么？用久了的鉛蓄電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，為什么？ 充電充電 67 新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理新課標(biāo)人教版選修四化學(xué)反應(yīng)原理 2021年年7月月31日星期六日星期六 第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ) 第三節(jié)第三節(jié) 電解池電解池 （3課時(shí)）課時(shí)） 68 思考回憶思考回憶 1、電解質(zhì)是指在、電解質(zhì)是指在_ _ _能夠?qū)щ姷幕軌驅(qū)щ姷幕?合物。合物。