化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-原電池課件

第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——原電池一、原電池1.概念：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫原電池2.構(gòu)成原電池的條件⑴電極:活潑性不同的兩種金屬(或金屬與非金屬)作電極,較活潑的金屬作負極.⑵電解質(zhì)溶液⑶形成閉合回路.(4)自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(△H<0)3.原電池的工作原理(以Zn|H2SO4|Cu原理池為例)：原電池反應(yīng):2H++Zn=H2↑+Zn2+2e-負極正極e-e-e-現(xiàn)象:鋅片逐漸溶解;銅片上有大量氣泡產(chǎn)物生2H++2e-=H2↑Zn-2e=Zn2+氧化反應(yīng)還原反應(yīng)Zn(負)Cu(正)外電路稀硫酸SO42-H+內(nèi)電路[結(jié)論]工作原理:將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?在負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng);在外電路,電子由負極流向正極;在內(nèi)電路,陰離子向負極移動,陽離子向正極移動.2.電極反應(yīng)式的書寫⑴原電池反應(yīng)⑵電極反應(yīng)式：負極：還原劑-ne-=氧化產(chǎn)物正極：氧化劑+ne-=還原產(chǎn)物⑶原電池反應(yīng)式=正極反應(yīng)式+負極反應(yīng)式MgAlAX溶液例2.右圖為Mg與Al與X溶液組成的一原電池。試按要求回答問題。⑴X為硫酸時，原電池總反應(yīng)式(離子方程式)___________________________________負極為_____,電極反應(yīng)式為:_____________,正極為_____,電極反應(yīng)式為______________Mg+2H+=H2↑+Mg2+MgMg-2e-=Mg2+2H++2e-=H2↑Al氧化劑+還原劑=還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物+-ne-2Al+8OH--6e-=2[Al(OH)4]_

2Al+2OH-+2H2O=2[Al(OH)4]_

+3H2↑6H2O+6e-=3H2↑+6OH-⑵當(dāng)X為NaOH時，原電池反應(yīng)的離子方程式：________________________________________為負極,電極反應(yīng)式:____________________為正極,電極反應(yīng)式:________________MgAl⑶當(dāng)X溶液改為濃硝酸,Mg改為Cu，原電池反應(yīng)的離子方程式：________________________________________為負極,電極反應(yīng)式:__________________________為正極,電極反應(yīng)式:______________________Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2OCuCu-2e-=Cu2+Al4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2O3.原電池的設(shè)計例1.利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，設(shè)計一個單液原電池，一個雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液負極（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（Pt或C）：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）鹽橋ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液G

能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置二、化學(xué)電源鋰電池干電池疊層電池紐扣電池（各類電池）1.干電池（普通鋅錳電池）電極反應(yīng)方程式：負極：正極：Zn–2e-=Zn2+2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O反應(yīng)總的方程式2MnO2+2NH4++Zn=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+鋅錳堿性電池：

鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。負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：該電池有何優(yōu)點？優(yōu)點:工作電動勢穩(wěn)定,電池的容量和放電時間增加了幾倍鋰電池2、鉛蓄電池Pb+PbO2+2H2SO4=PbSO4+2H2O負極材料：正極材料：電解質(zhì)：PbPbO2H2SO4不溶于水的白色沉淀電池反應(yīng)方程式：放電是原電池原理；充電是電解原理3、新型燃料電池原理相同：工作時發(fā)生的仍然是氧化還原反應(yīng)特點：工作時氧化劑和還原劑是從外界不斷輸入的，同時將電極產(chǎn)物不斷排出電池。燃料電池是名副其實的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”。能量轉(zhuǎn)換率很高。燃料電池在堿性條件下，氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)：在酸性條件下，氫氧燃料