化學(xué)能與電能教學(xué)課件

化學(xué)能與電能教學(xué)課件第一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五

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。第二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五思考與交流

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)用第三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五估計(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)成圖第四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五1.火力發(fā)電的原理一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化化學(xué)能熱能電能機(jī)械能燃燒發(fā)電機(jī)蒸汽第五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五2.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，更方便。第六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五化學(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。第七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五3.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？第八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五電極材料現(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Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-＝H2↑負(fù)極正極Zn+2H+

＝Zn2++H2↑有氣體產(chǎn)生Zn片溶解第九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五氧化反應(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-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)正極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）第十頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五與原電池相關(guān)的概念2.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1.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：Zn－2e-＝Zn2+4.總反應(yīng)式：Zn+2H+

＝Zn2++H2↑負(fù)極正極第十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五原電池“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)原電池工作原理第十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五CH2SO4（不可以）（不可以）（可以）（不可以）第十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五原電池的構(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)正極：電子流入的電極(較不活潑的金屬、石墨等)第十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五探究討論:下列裝置能否作為原電池Zn—Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Zn—石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Fe—Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Cu—Zn與乙醇進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Cu—Zn與一瓣柑桔(或一個蘋果)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).Cu—Zn與硫酸銅溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn).第十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五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)第十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五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

第十七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五干電池

上圖是鋅－錳干電池第十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五干電池負(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(NH3)4]Cl2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等第十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五2、蓄電池（1）鉛蓄電池正極材料上涂有棕褐色的PbO2，負(fù)極材料是金屬鉛，兩極浸在H2SO4溶液中。寫出電極反應(yīng)式。第二十頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鉛蓄電池第二十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鉛蓄電池總反應(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)：污染大第二十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五

隨著用電器朝著小型化、多功能化發(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。第二十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五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。第二十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鎘鎳電池NiO2+Cd+2H2ONi(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。第二十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五氫氧燃料電池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)第二十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五新型燃料電池

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)物不斷排出電池第二十七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五燃料電池

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，具有催化性能第二十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五燃料電池

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?/p>

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，具有催化性能第二十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鋰電池

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。第三十頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鋰電池干電池疊層電池紐扣電池各類電池第三十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五減少污染節(jié)約資源第三十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五練習(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？第三十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五⑦⑥(×)(∨)負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu第三十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五⑧⑨(×)(∨)負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Fe－2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑第三十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五3.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⑴.Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag⑵.2Fe3++Fe=3Fe2+(D)(Zn∣AgNO3∣C)(Fe∣Fe2(SO4)3∣C)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；第三十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五思考

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。第三十七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五作業(yè)：課本P44——451、2第三十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五-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]第三十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五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2Fe＋3Cl2＝2FeCl3

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頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖電化學(xué)腐蝕（1）析氫腐蝕水膜酸性較強(qiáng)

H2O＋CO2H2CO3H＋＋HCO3-

正極(C)：2H＋＋2e-＝H2↑

負(fù)極(Fe)：Fe－2e-＝Fe2＋（2）吸氧腐蝕水膜酸性較弱或中性正極(C)：2H2O＋O2＋4e-＝4OH－負(fù)極(Fe)：Fe－2e-＝Fe2＋第四十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五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++HCO3-電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2+↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第四十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五練習(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Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑第四十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五原電池原理的應(yīng)用1在輪船船殼水線以下部分鑲上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

第四十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五原電池原理的應(yīng)用2請根據(jù)反應(yīng)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+設(shè)計(jì)原電池，你有哪些可行方案?ACCuFeCl3溶液第四十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五⑶原電池設(shè)計(jì)思路：１)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)２)通常須兩個活性不同的電極３)電解質(zhì)溶液４)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)第四十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五

相同條件下，純鋅粒和粗鋅粒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第四十七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五

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：()A．a(chǎn)>b>c>dB．a(chǎn)>c>d>bC．c>a>b.>dD．b>d>c>aB原電池原理的應(yīng)用4第四十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五(4)原電池原理的應(yīng)用：１)利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；２)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；３)進(jìn)行金屬活動性強(qiáng)弱比較；４)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。第四十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五病例分析第五十頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五病例分析第五十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五病例分析第五十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五你能為她開一個藥方嗎？第五十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五1-2.火力發(fā)電的原理及火力發(fā)電的利弊3.原電池：⑴原電池原理⑵原電池的構(gòu)成條件構(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⑶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)第五十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五1.下列裝置中能組成原電池形成電流的是()CAZnCuH2SO4CuZnA酒精ABZnH2SO4ACuH2SO4CDACuCuH2SO4原電池的判斷典型例題：第五十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五2.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.MgB.FeC.AlD.Cu原電池的工作原理B3.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，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：第五十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五4.一個電池反應(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：第五十七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五科學(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：第五十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五(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：第五十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五(2)比較反應(yīng)速率例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L鹽酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/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：第六十頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五(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：第六十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五例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)第六十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五(4)判斷溶液pH值變化例5：在Cu-Zn原電池中，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＝-lg3.75×10－4＝4-lg3.75答：……－0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負(fù)極：Zn－2e-＝Zn2+2H++2e-

＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.2×0.125×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑大

0.015原電池原理應(yīng)用：第六十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五(5)原電池原理的綜合應(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?！盁岱蟠眴⒂弥坝盟芰洗蛊渑c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?/p>

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：第六十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五

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）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—=H2↑Mg－2e—=Mg2+

化學(xué)能電能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑第六十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五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①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。②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)第六十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五謝謝大家第六十七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五——電極方程式的書寫各類電池簡介二、發(fā)展中的化學(xué)電源第六十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五電池的種類鋰電池鋅錳電池鎳鎘電池鎳氫電池等等第六十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五伏打電池供電量小，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、燃料電池第七十頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鋰電池干電池疊層電池紐扣電池各類電池第七十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五電池的用途電子鐘表、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。第七十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五1、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)4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O請寫出各電極的電極反應(yīng)。第七十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五干電池負(fù)極:Zn－2e-＝Zn2＋

普通鋅錳干電池：（-）ZnZnCl2、NH4Cl（糊狀）石墨(ＭnO2)(+）

正極:2NH4+＋2e-＝2NH3↑＋H2↑

總電池反應(yīng)方程式：2NH4Cl＋Zn＝ZnCl2＋2NH3↑＋H2↑

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+4MnO2＋2Zn＝Zn(OH)2+ZnO＋2Mn2O3

二氧化錳的用途第七十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五1.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-2e-=Zn2+2NH4++2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2鋅筒變軟，電池表面變得不平整MnO2第七十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五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+2OH－－2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+H2O+2e-

=Mn2O3+2OH－

總：

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

Mn2O3第七十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五第七十七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五第七十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五2、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。第七十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鉛蓄電池

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Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4↓正極PbO2＋4H+＋SO42-＋2e-＝2PbSO4↓＋2H2O總反應(yīng)方程式：

Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O放電充電第八十頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鉛蓄電池（原電池）工作時，總反應(yīng)為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+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變大充電放電第八十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五（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+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。第八十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五銀-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)2Ag2O+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.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.ZnD電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

正極：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-第八十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五（3）鎘鎳電池NiO2+Cd+2H2ONi(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。第八十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五鎳—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)極：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2

正極：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-第八十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五3、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）第八十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五4、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甑诎耸唔?，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五大有發(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)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：

第八十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五氫氧燃料電池第八十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五第九十頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五ThisfuelcellwasusedtosupplyelectricityfortheApolloSpaceProgram第九十一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五燃料電池

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+2H2O＋4e-＝4OH-

總反應(yīng)方程式：

2H2＋O2＝2H2O（-）Ni（多孔）KOH（溶液）NiO2(+）

第九十二頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五燃料電池介質(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2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-第九十三頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：

2H2+Ｏ２=2H2O

負(fù)極正極負(fù)極

正極2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O第九十四頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五航天技術(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第九十五頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五將鉑絲插入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若將氫氣換成甲烷，寫出各電極的電極反應(yīng)第九十六頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五問題討論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？第九十七頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五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。第九十八頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五大有發(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)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：

第九十九頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五

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在1967年首次被用作阿波羅宇宙飛船的電源。第一百頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五

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。可充電堿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特性，而且能充電使用幾十次至幾百次。太陽能電池利用P—N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。綠色電池種種第一百零一頁，共一百零九頁，編輯于2023年，星期五問題討論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)？第一百零二頁，共一