化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能第二課時(shí)

第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

——電池

一般都用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作負(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，正極從外電路得到電子；在電池內(nèi)部，兩極之間填充電解質(zhì)溶液。放電時(shí)，負(fù)極上的電子通過導(dǎo)線流向用電器，從正極流回電池，形成電流。二、化學(xué)電源——應(yīng)用之一請(qǐng)閱讀課本P26－27有關(guān)鋅錳干電池內(nèi)容，寫出酸性和堿性鋅錳干電池的電極反應(yīng)式，并比較二者的優(yōu)缺點(diǎn)。酒精稀H2SO4稀H2SO4ABCDECuSO4練習(xí)

1判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.(∨)2H++2e-→H2↑負(fù)極：電池反應(yīng)：正極：Zn－2e-→Zn2+Zn+H2SO4＝Zn2SO4+H2↑稀(∨)負(fù)極：正極：電池反應(yīng)：Zn－2e-→

Zn2+2H++2e-→

H2↑Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑(∨)正極：負(fù)極：電池反應(yīng)：Fe－2e-→

Fe2+Cu2++2e-→

CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4236、把金屬甲和乙分別插入稀硫酸中，觀察到金屬甲表面有氣泡產(chǎn)生，金屬乙表面無(wú)氣泡產(chǎn)生，此實(shí)驗(yàn)說明甲的金屬活動(dòng)性比乙的

；若把這兩種金屬用導(dǎo)線連接后平行插入稀硫酸中，則可觀察到金屬

的表面有氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后金屬

的質(zhì)量減少。強(qiáng)乙甲7、已知氧化還原反應(yīng)Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2，利用這一反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，畫出示意圖，標(biāo)出電極材料，電解質(zhì)溶液，寫出電極反應(yīng)式和離子方程式。CuCl2FeCl3ACuC正極：負(fù)極：離子方程式：Cu－2e-→

Cu2+2Fe3++2e-→

2Fe2+2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+1.鋅錳干電池酸式鋅錳干電池電極反應(yīng)式：負(fù)極：Zn→Zn2＋＋2e－正極：2NH4++2e-→

2NH3+H2電池反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2實(shí)際使用過程中，是否有NH3和H2放出？如何“消失”？Zn生成[Zn(NH3)4]2+、

H2與MnO2反應(yīng)→Mn2O3+H2O鋅錳堿性電池：

鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。負(fù)極材料由鋅片改為鋅粉，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(qǐng)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)？?jī)?yōu)點(diǎn):工作電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定,電池的容量和放電時(shí)間增加了幾倍負(fù)極：Zn+2OH－→Zn(OH)2＋2e-正極：2MnO2+H2O+2e-

→Mn2O3+2OH－

電池反應(yīng)：

Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+

Mn2O32.鉛蓄電池正極：PbO2+4H++SO42-+2e-→PbSO4+2H2O負(fù)極：Pb+SO42-→PbSO4+2e-放電時(shí)為原電池：充電時(shí)為電解池：電池反應(yīng)：陽(yáng)極：PbSO4+2H2O

→PbO2+

4H++SO42-＋2e-陰極：PbSO4

+2e-→Pb+SO42-電解池反應(yīng)：鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO，廣泛用于電子儀器的電源。請(qǐng)書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)。銀-鋅電池負(fù)極：Zn+2OH-→ZnO+H2O＋2e-

正極：Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-電池反應(yīng)：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag閱讀思考：思考：充電時(shí)的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式如何書寫？二次電池:（可逆電池）陰極：正極：還原反應(yīng)極→得電子極→電子流入極放電：原電池充電：電解池

負(fù)極：陽(yáng)極：氧化反應(yīng)極→電子流出極失電子極→氧化反應(yīng)極失電子極→電子流出極→還原反應(yīng)極得電子極電子流入極→心臟起博器的原電池

已知人體血液的pH值在7.35～7.45之間。將心臟起博器植入如圖紅色區(qū)域靜脈血管內(nèi)，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理。Zn-負(fù)極，Pt-正極；人體體液作電解質(zhì)，溶解氧做氧化劑。負(fù)極反應(yīng)：2Zn+4OH-→2Zn(OH)2

+4e-正極反應(yīng)：O2+4e-+2H2O→4OH-電池反應(yīng)：2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2放出電脈沖進(jìn)行工作3.氫氧燃料電池閱讀課本P28－29內(nèi)容，了解燃料電池的重要用途和有點(diǎn)。并書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負(fù)極正極中性負(fù)極

正極堿性負(fù)極正極2H2

→4H+

＋4e-

O2+4H+

+4e-→4H2O2H2

→4H+＋4e-

O2+2H2O+4e-→4OH-2H2+4OH-→4H2O＋4e-

O2+2H2O+4e-→4OH-固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

負(fù)極正極負(fù)極

正極2H2+2O2－→2H2O＋4e-

O2+4e-→2O2－

2H2

→4H+＋4e-

O2+4H+

+4e-→2H2O

有人設(shè)計(jì)將兩根Pt絲做電極插入KOH溶液中，然后向兩極上分別通過甲烷和氧氣而構(gòu)成燃料電池。該電池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O則此燃料電池的電極反應(yīng)式為：負(fù)極________________________正極________________________CH4+10OH-→CO32-+7H2O＋8e－2O2+8e－+4H2O→8OH-閱讀思考（1）利用鐵被氧氣氧化時(shí)放熱反應(yīng)所放出的熱量。（2）碳粉的主要作用是和鐵粉、氯化鈉溶液一起構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化。氯化鈉溶于水，形成了電解質(zhì)溶液。（3）負(fù)極：2Fe20→2Fe2++4e-，正極：O2+2H2O+4e-→4OH-，總反應(yīng)方程式是：4Fe+3O2+6H2O===4Fe(OH)3市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”其主要成分是鐵屑、碳粉、木屑和少量氯化鈉、水等，熱敷袋啟用之前用塑料袋密封使其與空氣隔絕，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)現(xiàn)有大量的鐵銹存在，請(qǐng)回答下列問題：（1）熱敷袋使用時(shí)，為什么會(huì)放出熱量？（2）碳粉的主要作用是什么？氯化鈉又起了什么作用？（3）試寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式和化學(xué)方程式。鎳氫（MH-Ni)電池電池反應(yīng)：1/2H2+NiO(OH)=Ni(OH)2

負(fù)極：

1/2H2+OH-

→H2O+e-

正極：

NiO(OH)+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-其它電池：海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）負(fù)極：4Al→4Al3++12e—，正極：3O2+6H2O+12e—→12OH—總反應(yīng)：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3鋰電池（非水有機(jī)溶劑電解液）負(fù)極：2Li→2Li++2e—，正極：I2+2e—→2I—，總反應(yīng)：2Li+I2=2LiI跟相同質(zhì)量的其它金屬作負(fù)極相比，使用壽命延長(zhǎng)，高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)。

(99理綜)熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為陽(yáng)極燃?xì)?空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?制得在1500℃下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:

陽(yáng)極反應(yīng)式:

,

陰極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e-

→2CO32-

總電池反應(yīng)式:.

2CO+2CO32-→4CO2+4e-

2CO+O2=2CO2如圖所示：a、b是活潑性不同的金屬電極，用濕潤(rùn)的KI－淀粉試紙檢驗(yàn)石墨電極C產(chǎn)生的氣體，試紙變藍(lán)，試回答：①甲池是

池，乙池是

池。②a極為

極，b極為

極，C極為

極，Pt為

極。③Pt電極的電極反應(yīng)式為

。甲稀H2SO4乙NaCl溶液abPtC原電電解正負(fù)陽(yáng)陰2H++2e==H2↑有人設(shè)計(jì)出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是（）①每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole-②負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式：CH4+10OH-→CO32-+7H2O+8e-③負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-→4OH-④電池放電后，溶液PH不斷升高A.①②B.①③C.①④D.③④A（A）（B）（C）（D）CuSO4AgNO3AgNO3NaHSO4AgCuCuCPtPtAgFe寫出下列裝置的極反應(yīng)，并判斷A、B、C溶液PH值的變化。1．如上圖所示，通電后A極上析出Ag，對(duì)該裝置的有關(guān)敘述正確的是

A、P是電源的正極B、F極上發(fā)生的反應(yīng)為：4OH-→2H2O+O2↑+4e-C、電解時(shí)，甲、乙、丙三池中，除E、F兩極外，其余電極均參加了反應(yīng)D、通電后，甲池的PH減小，而乙、丙兩池溶液的PH不變

B鞏固練習(xí)1.根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：

Cu+2H2O==Cu(OH)2↓+H2↑。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四種電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖茿BCD陽(yáng)極石墨CuCuCu陰極石墨石墨FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O綜合應(yīng)用2.下列反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池的是（）總結(jié)二：原電池可根據(jù)一個(gè)反應(yīng)開始以后能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)，將氧化反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池的負(fù)極，還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池的正極，而設(shè)計(jì)出一個(gè)電解池則可將一個(gè)難以發(fā)生的氧化還原反應(yīng)而進(jìn)行。C、2Cl+2HOCl↑+H↑+2OH-222-E、Cu+2HOCu(OH)↓+H↑222A、Ag＋ClAgCl↓+--K、PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2OI、CO2+2OHCO3+H2O2－B、Zn＋CuCu+Zn2+2+D、2Fe+Fe3Fe3+2+F、2H+O2HO222