高一化學(xué)必修第二章第二節(jié)化學(xué)能和電能教學(xué)

1、關(guān)于高一化學(xué)必修第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能教學(xué)第一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 化學(xué)能與電能一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化第二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱為電力。第三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月思考與交流 在你的生活與學(xué)習(xí)中，或你了解的范圍里，還有那些需要使用電池的產(chǎn)品或器具？各使用什么樣的電池？電池的廣泛應(yīng)用第四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月估計(jì)在2050年火電仍居首位 火電，又稱為火力發(fā)電。那么，火究竟是如何轉(zhuǎn)化為電？2001年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖第五張

2、，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月化學(xué)能熱能機(jī)械能電能燃燒蒸汽發(fā)電機(jī)1.火力發(fā)電的原理一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化第六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.火力發(fā)電的利弊分析 思考1：火力發(fā)電有何利與弊？燃料燃燒轉(zhuǎn)化為電能后，社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便。利弊產(chǎn)生二氧化硫和氮的氧化物，導(dǎo)致空氣污染，也會造成酸雨，破壞生態(tài)環(huán)境；會產(chǎn)生二氧化碳，會使地球的溫室效應(yīng)惡化。 思考2：假設(shè)你是電力工程師，面對這些利弊，你會如何應(yīng)對呢？a、改進(jìn)火力發(fā)電b、研究新的發(fā)電方式 方式之一就是嘗試將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。就像電池。其好處就是減少中間環(huán)節(jié)能損，高效、清潔利用燃料，不浪費(fèi)能源，更方

3、便。第七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月化學(xué)能電能？（閱讀教材P40頁，回答問題）1、當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時，化學(xué)能要經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)換為電能。2、把氧化劑和還原劑分開，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個不同區(qū)域進(jìn)行。3、需要在氧化劑和還原劑之間架設(shè)橋梁使電子從還原劑區(qū)域流向氧化劑區(qū)域。4、考慮氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的條件和環(huán)境，化學(xué)物質(zhì)的選擇。5、從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題。第八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。實(shí)驗(yàn)2-4原電池原理的動畫模擬化學(xué)能電能？第九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電極材料

4、現(xiàn)象電子得失電極反應(yīng)原電池的電極Zn片Cu片總的離子反應(yīng)方程式失得Zn2e- Zn2+2H+ 2e- H2負(fù)極正極Zn+ 2H+ Zn2+ + H2有氣體產(chǎn)生Zn片溶解第十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月與 原 電 池 相 關(guān) 的 概 念1.電路：外電路內(nèi)電路電子流向：失電子的一極流向得電子的一極電流方向：與電子流動方向相反陰離子流動方向與電子流動方向一致陽離子流動方向與電流方向一致2.電極：正極：電子流入的一極（Cu）負(fù)極：電子流出的一極（Zn）3.電極反應(yīng)式：正極： 2H+ 2e- H2負(fù)極： Zn2e- Zn2+4.總反應(yīng)式：Zn+ 2H+ Zn2+ + H2第十一張，PP

5、T共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月原電池“負(fù)極出電子，電子回正極”發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)發(fā)生得電子的還原反應(yīng)一、原電池工作原理第二課時第十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+ 銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失e-,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H+2e-=H2陰離子陽離子總反應(yīng)：負(fù)極正極 2H+2e-=H2Zn2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)正極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）第十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月探究討論:下列裝置能否作為原電池ZnZn與稀硫酸進(jìn)行

6、實(shí)驗(yàn).Zn石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).FeZn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).CuZn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn).CuZn與一瓣柑桔(或一個蘋果)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).CuZn與硫酸銅溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn).第十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電極材料介質(zhì)同一容器現(xiàn)象能否形成原電池ZnZn稀硫酸Zn石墨FeZnCuZn乙醇CuZn一瓣柑桔CuZn硫酸銅溶液第十五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、原電池的構(gòu)成條件 1、兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導(dǎo)體）構(gòu)成電極。 相對活潑的金屬作負(fù)極2、電解質(zhì)溶液。3、電極用導(dǎo)線相聯(lián)構(gòu)成閉合回路。4、必須有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。負(fù)極：電子流出的電極(較活潑的金屬)

7、正極：電子流入的電極(較不活潑的金屬、 石墨等)第十六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）第十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電極材料電子流向反應(yīng)類型組 成 負(fù) 極 正 極 電解質(zhì)相對活潑的金屬流出電子氧化反應(yīng)酸、堿或鹽的溶液相對不活潑的金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）流入電子還原反應(yīng)原電池的組成復(fù)習(xí)第十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月普通鋅錳電池堿性電池 鎳鎘電池小型高性能燃料電池 鋰離子電池 鎳氫電池 第十九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月干電池 上圖是鋅錳干電池第二十張，PPT共一百二十一頁

8、，創(chuàng)作于2022年6月干電池負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+（負(fù)極）（正極）2NH4+ 2e- = 2NH3+H2總反應(yīng)：Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H22MnO2+H2=2MnO(OH)ZnCl2+4NH3=Zn(NH3)4Cl2正極：鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等第二十一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月干電池負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+（負(fù)極）（正極）正極：2NH4+ 2e- = 2NH3+H2總反應(yīng)：Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H22MnO2+H2=2MnO(OH)ZnCl2+4NH3=Zn(

9、NH3)4Cl2其他干電池：堿性鋅-錳干電池、銀-鋅紐扣電池等優(yōu)點(diǎn)：攜帶方便缺點(diǎn)：電量小，污染大鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等第二十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、蓄電池（1）鉛蓄電池正極材料上涂有棕褐色的PbO2，負(fù)極材料是海綿狀的金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。寫出電極反應(yīng)式。第二十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鉛蓄電池第二十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鉛蓄電池第二十五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鉛蓄電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

10、Pb+PbO2+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O第二十六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鉛蓄電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O其他蓄電池：鎳-鎘蓄電池、銀-鋅蓄電池等優(yōu)點(diǎn)：可反復(fù)使用 缺點(diǎn)：污染大第二十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 隨著用電器朝著小型化、多功能

11、化發(fā)展的要求，對電池的發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。 體積小、性能好的堿性鋅錳電池應(yīng)運(yùn)而生。這類電池的重要特征是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性更好的堿性，負(fù)極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高。第二十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月銀鋅電池正極殼填充Ag2O和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液KOH。反應(yīng)式為：2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O 寫出電極反應(yīng)式。充電放電1970-1975, 開發(fā)了先進(jìn)的銀鋅、鎳鎘電池技術(shù)。 1975-1983, 為美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。 1979-1987,為美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳

12、鋅電池。 1998-1992, 為美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水艇。第二十九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鎘鎳電池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放電充電負(fù)極材料：Cd ，正極材料：涂有NiO2 ，電解質(zhì)：KOH溶液。反應(yīng)式如下：寫出電極反應(yīng)式。第三十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氫氧燃料電池第三十一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氫氧燃料電池Pt電極H2O2氫氧燃料電池模擬KOH航天技術(shù)上使用的一種電池，它具有高能、輕便、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。用Pt做電極，KOH溶液做電解液，因其反應(yīng)與氫氧燃燒相似，故稱為氫氧

13、燃燒電池。請寫出各電極的電極反應(yīng)。若將氫氣換成甲烷，寫出各電極的電極反應(yīng)第三十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月新型燃料電池 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，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池第三十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月燃料電池 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器” 2H2 + O2 = 2H2O點(diǎn)燃?xì)溲跞剂想姵囟嗫仔越饘匐姌O，具有催化性能第三十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月燃料電池 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”2 H2 + O2 = 2 H

14、2O點(diǎn)燃?xì)溲跞剂想姵?常見的燃料電池還有甲烷燃料電池、鋁-空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等優(yōu)點(diǎn)：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用多孔性金屬電極，具有催化性能第三十五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鋰電池 鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長。第三十六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鋰電池干電池疊層電池紐扣電池各類電池第三十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月減 少 污 染節(jié) 約 資 源第三十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)1、請同學(xué)們根據(jù)原電池的原理，指出下列原電池的正極與負(fù)極分別是

15、什么？寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。思考：若將該裝置中的電解質(zhì)溶液換成氯化鐵溶液或鹽酸，又作何解答？第三十九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)2判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.()()()2H+2e-H2負(fù)極：總反應(yīng)：正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2第四十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月()()負(fù)極：正極：總反應(yīng)：正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4第四十

16、一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 ()()負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu第四十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月()()負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Fe2e-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2或 Fe+H2SO4FeSO4+H2第四十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.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；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是4。試將下列兩個氧化還原反應(yīng)分別設(shè)計(jì)成兩個原電池.Zn

17、+ 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag.2Fe3+Fe=3Fe2+( D )( ZnAgNO3C )( FeFe2(SO4)3C )A. 鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B. 保持平衡狀態(tài)；C. 鐵圈向下傾斜；D. 銀圈向下傾斜；第四十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月思考 什么類型的化學(xué)反應(yīng)可設(shè)計(jì)成原電池？ 理論上講，常溫下可自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都能設(shè)計(jì)成原電池。第四十五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)化學(xué)電池的反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)化學(xué)能化學(xué)電池氧化還原反應(yīng)電能1、原電池原理；2、原電池形成條件；3、電極反應(yīng)式的書寫。第四十六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2

18、022年6月作業(yè)：課本P4445 1、2第四十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月-ne-金屬原子 金屬陽離子被氧化金屬腐蝕的實(shí)質(zhì):知識拓展第四十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電流例如 條件 種類 相互關(guān)系 本質(zhì) 有微弱的電流 無 鋼鐵腐蝕 2Fe3Cl22FeCl3 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng) 電化腐蝕 化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕、電化腐蝕常同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大。 較活潑金屬被氧化 金屬被氧化 金屬與非電解質(zhì)等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 金屬腐蝕的種類 第四十九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意

19、圖電化學(xué)腐蝕（1）析氫腐蝕 水膜酸性較強(qiáng) H2OCO2 H2CO3 HHCO3- 正極(C)： 2H2e-H2 負(fù)極(Fe)：Fe2e-Fe2（2）吸氧腐蝕水膜酸性較弱或中性正極(C)：2H2OO24e-4OH負(fù)極(Fe)：Fe2e-Fe2第五十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3 nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3- 電極反應(yīng)負(fù)極Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e

20、=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2+2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第五十一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月練 習(xí)如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極： ,正極： ； 若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極： 正極： 。（2）中性或堿性 吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 第五十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月原電池原理的應(yīng)用1在輪船船殼水線以下部分

21、鑲上Zn塊，來防止船殼的腐蝕FeZnne-e-e-e-e-正極：被保護(hù)金屬負(fù)極：外加一種更活潑的金屬 第五十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月原電池原理的應(yīng)用2請根據(jù)反應(yīng) 2Fe 3+ Cu = 2Fe 2+ Cu2+設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?AC CuFeCl3溶液第五十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月原電池設(shè)計(jì)思路：)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng))通常須兩個活性不同的電極)電解質(zhì)溶液)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,發(fā)生還原反應(yīng)4.化學(xué)電池的本質(zhì)氧化還原反應(yīng)第五十五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 相同條件下，純鋅粒和粗鋅粒

22、與同濃度的稀硫酸反應(yīng)的速率一樣嗎？為什么？假如要求你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明你的觀點(diǎn)，你的實(shí)驗(yàn)方案是怎樣的？證據(jù)和結(jié)論又是什么？原電池原理的應(yīng)用3第五十六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 把a(bǔ)、b、c、d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a、b相連時，a為負(fù)極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強(qiáng)到弱的為： ( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B原電池原理的應(yīng)用4第五十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(4)原電池原理的應(yīng)用：

23、)利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；)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；)進(jìn)行金屬活動性強(qiáng)弱比較；)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。第五十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病 例 分 析第五十九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病 例 分 析第六十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病 例 分 析第六十一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月你能為她開一個藥方嗎？第六十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1-2.火力發(fā)電的原理及火力發(fā)電的利弊3.原電池：原 電 池 原 理原電池的構(gòu)成條件

24、構(gòu)成電極：兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和另一種非金屬導(dǎo)體）；電解質(zhì)溶液；電極用導(dǎo)線相聯(lián)構(gòu)成閉合回路；如何判斷正負(fù)極原電池原理的應(yīng)用4.化學(xué)電池的本質(zhì)-氧化還原反應(yīng)小結(jié)第六十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是( )CAZnCuH2SO4CuZnA酒精A BZnH2SO4ACuH2SO4C DACuCuH2SO4原電池的判斷典型例題：第六十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.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，鋅為負(fù)極，此金屬是( )A.Mg B.Fe C.Al D.Cu原電池的工作原理B3.由銅鋅和稀硫酸組

25、成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的 PH( )A.不變 B先變大后變小 C逐漸變大 D.逐漸變小C典型例題：第六十五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4.一個電池反應(yīng)的離子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 該反應(yīng)的的原電池正確組合是（ ）C原電池構(gòu)成條件ABCD正極ZnCuCuFe負(fù)極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl典型例題：第六十六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月科學(xué)工作者為心臟病人設(shè)計(jì)的心臟起搏器的電池是以Pt和Zn為電極材料，依靠人體內(nèi)液體中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進(jìn)行工作，回答下列問題 （1）負(fù)極材料是_ 電極

26、反應(yīng)式是_（2）正極材料是_ 電極反應(yīng)式是_原電池電極反應(yīng)式的書寫Zn2Zn - 4e- = 2Zn2+PtO2+2H2O + 4e- =4OH-典型例題：第六十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(1)比較金屬活動性強(qiáng)弱。例1：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 上有H2氣放出；B.在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）原電池原理應(yīng)用：第六十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)比較反應(yīng)速率例2 ：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗

27、鋅和 1mol/L 鹽酸；B.A.純鋅和1mol/L 硫酸；純鋅和18 mol/L 硫酸；C.粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（ D ）原電池原理應(yīng)用：第六十九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(3)比較金屬腐蝕的快慢例3：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)原電池原理應(yīng)用：第七十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月例4：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)第七十一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(4)判斷溶液pH值變化例5：在Cu-Zn原

28、電池中，200mLH2SO4 溶液的濃度為0.125mol/L , 若工作一段時間后，從裝置中共收集到 0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為 mol,溶液的pH值變_？（溶液體積變化忽略不計(jì)）0.2解得：y 0.015 (mol)x 0.015 (mol)3.75 10 4(mol/L )pH -lg3.75 1044 -lg3.75 答：0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負(fù)極：Zn2e-Zn2+2H+2e- H2得：2 2 22.4x y 0.168解：0.20.1252c(H+)余2H+ 2eH2大0.015原電池原理應(yīng)用：第七十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(5)原電池原

29、理的綜合應(yīng)用例6：市場上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等。 “熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在?！盁岱蟠笔抢?放出熱量。2)炭粉的主要作用是 。3)加入氯化鈉的主要作用是 。4)木屑的作用是 。鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液使用“熱敷袋”時受熱均勻原電池原理應(yīng)用：第七十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 拓展練習(xí)（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到的 現(xiàn)象。 兩極反應(yīng)式為：正極 ；負(fù)極 。 該裝置將 能轉(zhuǎn)化為 能。（2）

30、若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負(fù)極為 ，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)；2H+2e=H2Mg2e=Mg2+ 化學(xué)能電能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2第七十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月原電池分析電極反應(yīng)式的書寫總反應(yīng)方程式的書寫化學(xué)電池的反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)原電池電極名稱的確定方法根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。通常是活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬、碳棒、化合物是正極。根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)負(fù)極得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)正極總結(jié)第七十五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月謝謝大家第七十六張，PPT共一

31、百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電極方程式的書寫各類電池簡介二、發(fā)展中的化學(xué)電源第七十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電池的種類鋰電池鋅錳電池鎳鎘電池鎳氫電池等等第七十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月伏打電池供電量小，電壓低，電流不穩(wěn)定；攜帶不便實(shí)用電池供電量大，電壓高，電流穩(wěn)定；安全、耐用、便攜；有特殊用途；便于回收、污染小。分類 1、不可充電電池如：干電池 2、充電電池又稱二次電池蓄電池 3、燃料電池第七十九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鋰電池干電池疊層電池紐扣電池各類電池第八十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電池的用途電子鐘表

32、 、袖珍記數(shù)器 照相機(jī)、手機(jī)、攝像機(jī)、電動工具、電動自行車、家用電腦等。第八十一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1、干電池(普通鋅錳電池）干電池用鋅制桶形外殼作負(fù)極，位于中央的頂蓋有銅帽的石墨作正極，在石墨周圍填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作電解質(zhì)溶液，還填充MnO2的黑色粉末吸收正極放出的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極總的反應(yīng)式為：4NH4Cl+2Zn+2MnO2=Zn(NH3)4Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O請寫出各電極的電極反應(yīng)。第八十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月干電池負(fù)極: Zn2e-Zn2 普通鋅錳干電池：（-）Zn ZnCl2、NH4Cl（

33、糊狀） 石墨(nO2)(+） 正極: 2NH4+2e-2NH3H2 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 改進(jìn)后堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)： 電流穩(wěn)定，放電容量、時間增大幾倍，不會氣漲或漏液。 H2O+4MnO22ZnZn(OH)2+ZnO2Mn2O3 二氧化錳的用途第八十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.寫出鋅錳干電池的電極反應(yīng)和總化學(xué)反應(yīng)方程式。負(fù)極正極總反應(yīng)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？_我們在使用干電池的過程中并沒有發(fā)現(xiàn)有氣體產(chǎn)生，請推測可能是干電池中的什么成分起了作用？Zn-2

34、e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2鋅筒變軟，電池表面變得不平整MnO2第八十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鋅錳堿性電池鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為MnO2 ,還原產(chǎn)物為Mn2O3 ,電解質(zhì)是KOH溶液，其放電曲線如圖所示：請寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理。該電池有何優(yōu)點(diǎn)？優(yōu)點(diǎn): 工作電動勢穩(wěn)定負(fù)極：Zn + 2OH2e- = Zn(OH)2正極：2MnO2 + H2O + 2 e- = Mn2O3 + 2OH 總： Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O3第八十五張，PPT共一百二十

35、一頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、充電電池蓄電池（1）鉛蓄電池 正極材料上涂有棕褐色的PbO2，負(fù)極材料是海綿狀的金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。寫出電極反應(yīng)式。第八十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鉛蓄電池 特點(diǎn)：電壓高穩(wěn)定，可反復(fù)使用，安全、方便、可靠。鉛易產(chǎn)生氫氣損耗，充電時需加水。 用途：汽車電源負(fù)極 PbSO42-2e-PbSO4正極 PbO24H+SO42-2e-2PbSO42H2O總反應(yīng)方程式： PbPbO22H2SO4 2PbSO42H2O放電充電 第八十九

36、張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鉛蓄電池（原電池）工作時，總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,由此可以判斷：（1）原電池的電極材料：正極為_ 負(fù)極為_（2）兩極的電極反應(yīng)式：正極為_負(fù)極為_（3）工作一段時間后，蓄電池里電解質(zhì)溶液的pH_（填變大、變小、不變）PbO2PbPbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2OPb-2e-+SO42-=PbSO4變大充電放電第九十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）銀鋅蓄電池 正極殼填充Ag2O和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合金，電解質(zhì)溶液KOH。反應(yīng)式為：2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O

37、+H2O 寫出電極反應(yīng)式。充電放電1970-1975, 開發(fā)了先進(jìn)的銀鋅、鎳鎘電池技術(shù)。 1975-1983, 為美國海軍生產(chǎn)潛水艇用銀鋅電池。1979-1987,為美國國家能源部發(fā)展電動車用的鎳鋅電池。 1998-1992, 為美國海軍發(fā)展世界上最大的鎳鎘電池用于核潛水艇。第九十一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月銀-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：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放電充電此電池放電時，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（ ）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH

38、)2 正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-第九十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）鎘鎳電池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放電充電負(fù)極材料：Cd；正極材料：涂有NiO2，電解質(zhì)：KOH溶液。反應(yīng)式如下：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。 第九十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月鎳鎘可充電電池可發(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Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電A. Cd （ A ）B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2電極反應(yīng)：負(fù)

39、極：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正極：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-第九十四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3、迷你型電池 優(yōu)點(diǎn)：電壓高、穩(wěn)定，低污染。 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）第九十五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4、鋰電池鋰電池：（-）Li（S） LiI（晶片） I2(+） 用途：質(zhì)輕、高能、高工作效率、高穩(wěn)定電壓?？墒褂檬甑诰攀鶑?，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月大有發(fā)展前景的燃料電池 燃料

40、電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時釋放出來的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近80%，約為火力發(fā)電的2倍。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的廢熱太多。燃料電池的噪聲及硫氧化物、氮氧化物等廢氣污染都接近零；燃料電池發(fā)明于19世紀(jì)30年代末，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，到20世紀(jì)60年代才開始進(jìn)入實(shí)用階段。第一代燃料電池的大致情況如下： 第九十七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氫氧燃料電池第九十八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月This fuel cell was used to

41、 supply electricity for the Apollo Space Program第一百張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月燃料電池 優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化率高，可持續(xù)使用，不污染環(huán)境 用途：宇宙飛船，應(yīng)用前景廣闊負(fù)極 : 2H2+4OH-4e-4H2O 正極 : O2+2H2O4e-4OH- 總反應(yīng)方程式 ： 2H2O22H2O（-）Ni（多孔） KOH（溶液） NiO2 (+） 第一百零一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月燃 料 電 池介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 酸性負(fù)極正極中性負(fù)極 正極堿性負(fù)極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+

42、 + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-第一百零二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 負(fù)極正極負(fù)極 正極2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 第一百零三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月航天技術(shù)上使用的一種電池，它具有高能、輕便、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。用Pt做電極，KOH溶液做電

43、解液，因其反應(yīng)與氫氧燃燒相似，故稱為氫氧燃燒電池。請寫出各電極的電極反應(yīng)。氫氧燃料電池若將氫氣換成甲烷，寫出各電極的電極反應(yīng)Pt電極H2O2氫氧燃料電池模擬KOH第一百零四張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月將鉑絲插入KOH溶液作電極，然后向兩個電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_，這一極的電極反應(yīng)為_；通入氧氣的一極為_，電極反應(yīng)為_，總反應(yīng)為_。負(fù)極CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O正極O2+4e-+2H2O=4OH-CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O若將

44、氫氣換成甲烷，寫出各電極的電極反應(yīng)第一百零五張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月問題討論1: 作為一個電池的消費(fèi)者，你希望使用怎樣的電池？假如你是一個電池的研究生產(chǎn)者，你應(yīng)該開發(fā)生產(chǎn)怎樣的電池？第一百零六張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電池的危害性電池中的汞 能造成水俁病,佝僂病等 電池中的鉛:能引起人體神經(jīng)紊亂,腎炎 電池中的鎘:能造成腎損傷,骨質(zhì)疏松,軟骨病。第一百零七張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月大有發(fā)展前景的燃料電池 燃料電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時釋放出來的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)

45、化率可達(dá)近80%，約為火力發(fā)電的2倍。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的廢熱太多。燃料電池的噪聲及硫氧化物、氮氧化物等廢氣污染都接近零；燃料電池發(fā)明于19世紀(jì)30年代末，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，到20世紀(jì)60年代才開始進(jìn)入實(shí)用階段。第一代燃料電池的大致情況如下： 第一百零八張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 可用兩個多孔石墨電極（分別含有不同的催化劑）插入作為電解質(zhì)的30%的KOH水溶液中，氧氣和 氫氣分別不斷通入正極和負(fù)極并不斷被消耗。兩極發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)：負(fù)極:H2+2OH- -2e=2H2O,正極:(1/2)O2+H2O+2e=2OH-總反應(yīng)為:H2+(1/2)O2=H2O該類型的燃料電池曾

46、在1967年首次被用作阿波羅宇宙飛船的電源。第一百零九張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 迅猛發(fā)展的綠色環(huán)保電池是指近年來研制、開發(fā)和已 投入使用的高性能、無污染電池。金屬氫化物鎳電池與鎘鎳電池有相同的工作電壓(12伏)，但由于采用了稀土合金或TiNi合金儲氫材料作為 負(fù)極活性物質(zhì)，取代了致癌物質(zhì)鎘，使其 成為一種綠色環(huán)保電池。 鋰離子蓄電池系由碳作負(fù)極，嵌鋰的金屬氧化物作 正極和有機(jī)電解質(zhì)構(gòu)成，其工作電壓為36伏，因此一個 鋰離子電池相當(dāng)三個鎘鎳或金屬氫化物鎳電池?？沙潆妷A錳電池是在堿性鋅錳原電池基礎(chǔ)上發(fā)展起 來的，由于應(yīng)用了無汞化的鋅粉及新型添加劑，不僅保持了原電池 的電流放電

47、特性，而且能充電使用幾十次至幾百次。太陽能電池利用PN結(jié)的光電效應(yīng)，把太陽光能直接轉(zhuǎn)換成電 能，滿足用戶需要。這種發(fā)電具有無需燃料、無污染、無 噪聲、運(yùn)行簡單可靠、減少維護(hù)、建設(shè)周期短等特點(diǎn)，已被空間和無常規(guī)能源的地域廣泛采用。綠色電池種種第一百一十張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月問題討論2: 作為地球村的一員，無論是電池的研究者，生產(chǎn)商，還是消費(fèi)者，我們都應(yīng)承擔(dān)什么義務(wù)？第一百一十一張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電池的發(fā)展方向光電池使用方便,特別是近年來 微小型半導(dǎo)體逆變器迅速發(fā)展,促使其應(yīng)用更加快捷.美,日,歐和發(fā)展中國家都制定出龐大的 光伏技術(shù)發(fā)展計(jì)劃,開發(fā)

48、方向是大幅度提高光電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性,降低成本,不斷擴(kuò)大產(chǎn) 業(yè).目前已有80多個國家和地區(qū)形成商業(yè)化,半商業(yè)化生產(chǎn)能力,年均增長達(dá)16,市場開拓從 空間轉(zhuǎn)向地面系統(tǒng)應(yīng)用。第一百一十二張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月課堂總結(jié)1、僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池：負(fù)極：M-xe=Mx+正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬2、兩個電極均參與反應(yīng)的原電池 （如蓄電池，紐扣電池）電極材料：金屬為負(fù)極，金屬化合物為正極第一百一十三張，PPT共一百二十一頁，創(chuàng)作于2022年6月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 3、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負(fù)極