化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池

第三節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——原電池1一、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(fù)極.⑵電解質(zhì)溶液⑶形成閉合回路.(4)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(△H<0)23.原電池的工作原理(以Zn|H2SO4|Cu原理池為例)：原電池反響:2H++Zn=H2↑+Zn2+2e-負(fù)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(fù))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(fù)極發(fā)生氧化反響,正極發(fā)生復(fù)原反響;在外電路,電子由負(fù)極流向正極;在內(nèi)電路,陰離子向負(fù)極移動(dòng),陽(yáng)離子向正極移動(dòng).31.原電池的正負(fù)極判斷方法.⑴利用原電池總反響判斷:①負(fù)極:復(fù)原劑作負(fù)極或在負(fù)極反響,失電子,發(fā)生氧化反響的一極,電子流出的一極.②正極:氧化劑作正極或在正極反響.得電子,發(fā)生復(fù)原反響的一極,電子流入的一極.⑵利用電流方向判斷:電流由正極流向負(fù)極⑶根據(jù)離子定向移動(dòng)判斷:陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極.⑷根據(jù)電極材料判斷:一般是活潑的金屬作負(fù)極,不活潑的金屬或能導(dǎo)電非金屬作正極.⑸根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷:能溶解的一極為負(fù)極,有氣體析出或金屬單質(zhì)析出的一極為正極(活潑金屬作負(fù)極,酸或不活潑的金屬鹽溶液作電解質(zhì)溶液)二、常見(jiàn)問(wèn)題4⑴原電池反響⑵電極反響式：負(fù)極：復(fù)原劑-ne-=氧化產(chǎn)物正極：氧化劑+ne-=復(fù)原產(chǎn)物⑶原電池反響式=正極反響式+負(fù)極反響式MgAlAX溶液例2.右圖為Mg與Al與X溶液組成的一原電池。試按要求答復(fù)以下問(wèn)題。⑴X為硫酸時(shí)，原電池總反響式(離子方程式)___________________________________負(fù)極為_(kāi)____,電極反響式為:_____________,正極為_(kāi)____,電極反響式為_(kāi)_____________Mg+2H+=H2↑+Mg2+MgMg-2e-=Mg2+2H++2e-=H2↑Al氧化劑+復(fù)原劑=復(fù)原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物+-ne-52Al+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(shí)，原電池反響的離子方程式：________________________________________為負(fù)極,電極反響式:____________________為正極,電極反響式:________________MgAl⑶當(dāng)X溶液改為濃硝酸,Mg改為Cu，原電池反響的離子方程式：________________________________________為負(fù)極,電極反響式:__________________________為正極,電極反響式:______________________Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2OCuCu-2e-=Cu2+Al4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2O6例1.利用反響Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池〔使用鹽橋〕，畫(huà)出原電池的示意圖，并寫(xiě)出電極反響。(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液負(fù)極〔Zn〕：Zn-2e-=Zn2+〔氧化反響〕正極〔Pt或C〕：2Fe3++2e-=2Fe2+〔復(fù)原反響〕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71．鹽橋的作用是什么？提示：鹽橋的作用：防止負(fù)極失去的電子不經(jīng)外電路直接轉(zhuǎn)移給溶液中得電子的微粒，降低發(fā)電效率；維持電解質(zhì)溶液中的電荷平衡；構(gòu)成閉合回路．89二、化學(xué)電源鋰電池干電池疊層電池紐扣電池〔各類(lèi)電池〕10〔普通鋅錳電池〕電極反響方程式：負(fù)極：正極：Zn–2e-=Zn2+2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3↑+H2O反響總的方程式2MnO2+2NH4++Zn=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+11堿性鋅錳干電池以氫氧化鉀代替氯化銨做電解質(zhì)，結(jié)構(gòu)如圖1—3—8所示，其電極反響為：12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,復(fù)原產(chǎn)物為Mn2O3,電解質(zhì)是KOH溶液，其放電曲線如下圖：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13鋰電池2、鉛蓄電池Pb+PbO2+2H2SO4=PbSO4+2H2O負(fù)極材料：正極材料：電解質(zhì)：PbPbO2H2SO4不溶于水的白色沉淀電池反響方程式：14放電是原電池原理；充電是電解原理15鉛蓄電池：放電是原電池原理；充電是電解原理放電時(shí)，為原電池

負(fù)極：Pb－2e-＋SO42-

PbSO4正極：PbO2＋SO42-＋4H++

2e-PbSO4＋2H2O

電池反應(yīng)：Pb＋

PbO2＋2H2SO4==2PbSO4

＋2H2O

充電時(shí)，為電解池陽(yáng)極：PbSO4－2e-＋2H2OPbO2＋SO42-＋4H+

陰極：PbSO4+2e-

Pb＋SO42-總式：PbSO4＋2H2O

==

Pb＋

PbO2＋H2SO4

163、新型燃料電池原理相同：工作時(shí)發(fā)生的仍然是氧化復(fù)原反響特點(diǎn)：工作時(shí)氧化劑和復(fù)原劑是從外界不斷輸入的，同時(shí)將電極產(chǎn)物不斷排出電池。燃料電池是名副其實(shí)的把能源中燃料燃燒反響的化學(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。17燃料電池1819氫氧燃料電池電池反響為：燃料電池優(yōu)點(diǎn):能量利用效率高、可連續(xù)使用和污染輕等優(yōu)點(diǎn)20在堿