化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能12345678伏特和伏打電池9伏打電池的創(chuàng)造源于一個(gè)有趣的生物實(shí)驗(yàn)：在死去的青蛙腿上同時(shí)插入用導(dǎo)線(xiàn)連接著兩種不同材料的電極，青蛙腿就像觸電似的痙攣起來(lái)。你知道其中的奧秘嗎？開(kāi)題你聽(tīng)說(shuō)過(guò)伏打電池嗎？10【實(shí)驗(yàn)一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸，有何現(xiàn)象？CuZn稀硫酸鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無(wú)現(xiàn)象原理:Zn+2H+=Zn2++H2↑2e-11【實(shí)驗(yàn)二】鋅片和銅片用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入稀硫酸中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片上有氣泡產(chǎn)生CuZn稀硫酸12問(wèn)題探究CuZn稀硫酸1.銅片上產(chǎn)生什么氣體?有人說(shuō)H2是由銅和稀硫酸 在這種特定的條件下反響產(chǎn)生出來(lái)的。這種想法正確嗎？2.銅片上的電子從何來(lái)?13Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑3.如何檢驗(yàn)電子的流動(dòng)?問(wèn)題探究CuZn稀硫酸Zn2+H+H+電流計(jì)AH2--電流方向電子方向14 根據(jù)能量守恒原理，這種產(chǎn)生出來(lái)的電能是從什么能量轉(zhuǎn)變來(lái)的呢？一、原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置電子的轉(zhuǎn)移氧化復(fù)原反響電流151、原電池的正負(fù)極判斷負(fù)極：電子流出的一極，正極：電子流入的一極，CuZn稀硫酸Zn2+H+H+電流計(jì)AH2--活潑金屬不活潑金屬〔或石墨〕電流方向電子方向162、電極反響 2H++2e－=H2↑負(fù)極：Zn－2e－=Zn2+正極：氧化反響復(fù)原反響氧化復(fù)原反響總反響：Zn+2H+=Zn2++H2↑(離子方程式)失去電子得到電子Zn+H2SO4

=ZnSO4

+H2↑(化學(xué)方程式)17氧化反響Zn-2e=Zn2+銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失e,沿導(dǎo)線(xiàn)傳遞，有電流產(chǎn)生復(fù)原反響2H++2e=H2↑陰離子陽(yáng)離子總反響：負(fù)極正極

2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式〕〔化學(xué)方程式〕電極反響正極：負(fù)極：〔氧化反響〕〔復(fù)原反響〕小結(jié)：18二、形成簡(jiǎn)單原電池的條件1、兩種活潑性不同的金屬〔或一種金屬與石墨〕作電極2、用導(dǎo)線(xiàn)相連〔或直接接觸〕，插入電解質(zhì)溶液里，形成閉合回路3、至少一種金屬能與電解質(zhì)溶液自動(dòng)發(fā)生氧化復(fù)原反響19【實(shí)驗(yàn)探究】：將鋁片、石墨插入稀硫酸溶液中，是否可以形成原電池？石墨Al稀硫酸20石墨Al稀硫酸〔1〕說(shuō)明反響的現(xiàn)象；〔2〕判斷正負(fù)極；〔3〕寫(xiě)出電極反響式；〔4〕寫(xiě)出總反響的離子方程式和化學(xué)方程式。穩(wěn)固練習(xí)121MgFe稀硫酸〔1〕說(shuō)明反響的現(xiàn)象；〔2〕判斷正負(fù)極；〔3〕寫(xiě)出電極反響式；〔4〕寫(xiě)出總反響的離子方程式和化學(xué)方程式。穩(wěn)固練習(xí)222CuZn硫酸銅【實(shí)驗(yàn)探究】：將鋅片、銅片插入硫酸銅溶液中，是否可以形成原電池？23CuZn硫酸銅〔1〕說(shuō)明兩個(gè)電極質(zhì)量的變化情況；〔2〕判斷正負(fù)極；〔3〕寫(xiě)出電極反響式；〔4〕寫(xiě)出總反響的離子方程式和化學(xué)方程式。

穩(wěn)固練習(xí)324251.在如以下圖所示的8個(gè)裝置中，屬于原電池的有.④⑥⑦e課堂練習(xí):26練習(xí)1、寫(xiě)出以下原電池的電極反響式和原電池總反響式。負(fù)極〔Fe):Fe-2e-=Fe2+正極〔C):2H++2e-=H2↑總反響式：Fe+2H+=Fe2++H2↑練習(xí)2、假設(shè)把1中的稀H2SO4改為NaCl溶液，能否構(gòu)成原電池，假設(shè)能，請(qǐng)寫(xiě)出電極反響式和原電池總反響式。負(fù)極〔Fe)Fe-2e-=Fe2+正極〔C)2H2O+O2+4e-=4OH-總反響式：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)227三、原電池的應(yīng)用〔1〕將反響:2FeCl3+Fe=3FeCl2設(shè)計(jì)成原電池?！?〕判斷正負(fù)極并寫(xiě)出電極反響。石墨FeFeCl3溶液負(fù)極〔鐵〕：Fe－2e－=Fe2+正極〔石墨〕：2Fe3++2e－=3Fe2+1、制作干電池、蓄電池、高能電池等。282、比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。以下表達(dá)中，可以說(shuō)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；A.甲和乙用導(dǎo)線(xiàn)連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–復(fù)原反響中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；29把A、B、C、D四塊金屬泡在稀H2SO4中，用導(dǎo)線(xiàn)兩兩相連可以組成各種原電池。假設(shè)A、B相連時(shí)，A為負(fù)極；C、D相連，D上有氣泡逸出；A、C相連時(shí)A極減輕；B、D相連，B為正極。那么四種金屬的活潑性順序由大到小排列為〔〕A：A>B>C>DB：A>C>B>DC：A>C>D>BD：B>D>C>AC303、比較反響速率以下制氫氣的反響速率最快的是C.粗鋅和1mol/L硫酸；A.純鋅和1mol/L硫酸；B.純鋅和18mol/L硫酸；4溶液。31為什么實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)常用不純的鋅？如果此裝置中兩極同時(shí)冒氣泡，說(shuō)明了什么？Zn不純324、比較金屬腐蝕的快慢馬口鐵和白鐵皮一旦有劃痕后，在潮濕的空氣中，誰(shuí)被腐蝕的速度快？鍍Sn鍍Zn馬口鐵白鐵33以下各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(2)(1)(3)34四.常見(jiàn)的化學(xué)電源●一次電池●二次電池●高能電池●燃料電池35鋅－錳干電池四.常見(jiàn)的化學(xué)電源36Ⅰ.干電池(一次電池)電極:

Zn為負(fù)極,碳棒為正極電解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊另有黑色的MnO2粉末，吸收正極產(chǎn)生的H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。負(fù)極(Zn):Zn-2e-＝Zn2+正極(C):2NH4++2e-＝2NH3+H2

H2+2MnO2＝Mn2O3+H2O

去氫

4NH3+Zn2+

＝[Zn(NH3)4]2+

去氨電極方程式：四.常見(jiàn)的化學(xué)電源37鉛蓄電池3839電極：Pb為負(fù)極；PbO2為正極.電解液:30%的H2SO4溶液電極反響式:負(fù)極(Pb)：

Pb+SO42-2e-＝PbSO4正極(PbO2)：PbO2+4H++SO42-+2e

＝PbSO4+2H2O總電池反響:PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4↓+2H2OⅡ.鉛蓄電池(二次電池)-3)40電極:Zn為負(fù)極，Ag2O為正極電解液:KOH溶液電極反響式:負(fù)極:Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2正極:Ag2O+H2O+2e-＝2Ag+2OH-總反響式:Zn+Ag2O+H2O＝2Ag+Zn(OH)2拓展創(chuàng)新銀鋅電池Ⅲ.高能電池(銀鋅電池、鋰電池)41電極:Pt制作的惰性電極電解質(zhì)溶液:KOH溶液負(fù)極:2H2-4e-+4OH-＝4H2O正極:O2+2H2O+

4e-＝4OH-總反響：2H2+O2＝2H2O氫氧燃料電池假設(shè)為酸性介質(zhì)，試寫(xiě)出電極反響式？思考:負(fù)極：2H2-4e-＝4H+正極:O2+4H++4e-＝2H2OⅣ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/煤氣電池/海水-空氣電池)42甲烷-氧氣燃料電池該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通甲烷和氧氣:負(fù)極：CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O正極：2O2+4H2O+8e-＝8OH-電池總反響式為：CH4+2O2+2KOH＝K2CO3+3H2OⅣ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/煤氣電池/海水-空氣電池)43鋁-空氣-海水電池

Ⅳ.新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/

煤氣電池/鋁-海水-空氣電池)1991年，我國(guó)首創(chuàng)，用作海上標(biāo)志燈。以海水為電解液，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)電流。負(fù)極：4A1-12e-＝4A13+正極：3O2+6H2O+12e-＝12OH-電池總反響式為：4A1+3O2+6H2O＝4A1(OH)3這種海水電池比“干電池〞的能量高20～50倍。44綜合訓(xùn)練〔１〕a極是〔〕極，電極反響式是〔２〕b極是〔〕極，電極反響式是美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。兩個(gè)電極均由多孔碳制成，通入的氣體在空隙中逸出,并在電極外表放電。負(fù)2Ｈ２-４e-

+4OH-=4H2O正O2

+2H2O+４e-=4OH-答復(fù)：45阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池反響式為：2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反響保持在一定溫度下，使生成H2O蒸發(fā)，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是〔〕A、H2為正極，O2為負(fù)極B、電極反響〔正極〕：O2+2H2O+4e=4OH-電極反響〔負(fù)極〕：2H2+4OH-=4H2O+4eC、負(fù)極發(fā)生氧化反響，正極發(fā)生復(fù)原反響。D、工作中電解質(zhì)溶液PH值不斷增大。B、C46(燃料電池)宇宙飛船上的氫氧燃料電池，其電池反響為：2H2＋O2＝2H2O，試寫(xiě)出電解質(zhì)溶液為鹽酸時(shí)的電極反響式，并指出各電極和電解質(zhì)溶液的PH值的變化，假設(shè)電解質(zhì)溶液為KOH時(shí)又如何？1、電解質(zhì)為鹽酸時(shí)：負(fù)極：2H2－4e-＝4H＋PH值變小正極：O2＋4H＋＋4e-＝2H2OPH值變大溶液被稀釋?zhuān)琍H值變大2、電解質(zhì)為KOH時(shí)：負(fù)極：2H2－4e-＋4OH－＝4H2OPH值變小正極：O2＋2H2O＋4e-＝4OH－PH值變大溶液被稀釋?zhuān)琍H值變小47電子表和電子計(jì)算機(jī)的電源通常用微型銀-鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液總反響式：Ag2O+H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A、Zn是正極，Ag2O是負(fù)極B、Ag2O是正極，Zn是負(fù)極C、工作時(shí)，電池負(fù)極區(qū)溶液PH減少D