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魯科版必修二
第2章化學(xué)反應(yīng)與能量變化第2節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能--電池
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
原電池情境引入
神奇的水果電池
情境引入“綠色”電池
(氫氧燃料電池)氫氧燃料電池
如圖是一個(gè)簡(jiǎn)易的氫氧燃料電池的裝置示意圖,請(qǐng)用a裝置電解獲得氫氣和氧氣,再按圖b所示連接裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電流表指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),燃料電池中發(fā)生了反應(yīng):氫氧燃料電池原理
+-負(fù)極反應(yīng)物發(fā)生氧化反應(yīng)正極反應(yīng)物發(fā)生還原反應(yīng)傳導(dǎo)電子電解質(zhì)溶液傳導(dǎo)電荷e-原電池構(gòu)成要素
(1)基本工作原理:還原劑和氧化劑分別在兩個(gè)不同的區(qū)域發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng),并通過(guò)能導(dǎo)電的物質(zhì)形成閉合電路產(chǎn)生電流。(2)構(gòu)成要素:①可自發(fā)進(jìn)行且放熱的氧化還原反應(yīng)
②兩個(gè)電極(一般要求活潑性不同)
③電子導(dǎo)體(導(dǎo)線)、離子導(dǎo)體(電解質(zhì)溶液或者熔融電解質(zhì))
④形成閉合回路原電池構(gòu)成要素
例題:判斷下列裝置中哪些可以構(gòu)成原電池?
Zn-Cu-稀硫酸原電池原理
Cu-Zn稀硫酸原電池原理動(dòng)畫(huà)
原電池正負(fù)極判斷方法原電池電極(正極、負(fù)極)的判斷依據(jù)有多種,一般情況下可根據(jù)下表依據(jù)來(lái)判斷。判斷依據(jù)正極負(fù)極電極材料________________________________電子流向__________________電極反應(yīng)__________________電極現(xiàn)象____________________________離子移向陽(yáng)離子移向陰離子移向電極減輕不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體活潑金屬電子流入電子流出還原反應(yīng)氧化反應(yīng)電極增重或產(chǎn)生氣體電極方程式書(shū)寫(xiě)總反應(yīng)方程式:Zn+2H+=Zn2++H2負(fù)極方程式:Zn-2e-=Zn2+正極方程式:2H++2e-=H2總反應(yīng)方程式:H2+O2=H2O負(fù)極方程式:H2-2e-=2H+正極方程式:O2+4e-+4H+=2H2O活動(dòng)
探究
設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的原電池
將反應(yīng)Zn+2H+=Zn2++H2設(shè)計(jì)成原電池簡(jiǎn)單的原電池改進(jìn)
雙液原電池雙液原電池
思考:鹽橋有什么作用?(1)構(gòu)成閉合回路,形成原電池。(2)避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應(yīng),有利于最大程度地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(3)鹽橋中的陰、陽(yáng)離子定向遷移,使溶液保持電中性,維持兩電極電勢(shì)差(平衡電荷),使電池能持續(xù)提供電流。思考:雙液原電池優(yōu)點(diǎn)是什么?雙液原電池Zn和H+不直接接觸,兩個(gè)半反應(yīng)在不同區(qū)域進(jìn)行,能量轉(zhuǎn)化率高,電流強(qiáng)度大穩(wěn)定,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。雙液原電池練習(xí)題1.鉑片、銅片設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池。下列關(guān)于原電池的敘述正確的是(
)A.電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng),作原電池的負(fù)極B.電極Ⅱ的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=CuC.該原電池的總反應(yīng):2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+D.鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊膠,其作用是傳遞電子歸納總結(jié)Zn+2H+=Zn2++H2電池反應(yīng)氧化還原反應(yīng)原電池的工作原理分析Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu失電子氧化反應(yīng)得電子還原反應(yīng)陽(yáng)離子移向負(fù)極正極導(dǎo)線電極反應(yīng)式
電極反應(yīng)(半反應(yīng))離子導(dǎo)體電子流出電子流入ZnCu陰離子流向作業(yè)根據(jù)以下原理設(shè)計(jì)原電池并寫(xiě)出正負(fù)極電極方程式1
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