化學(xué)能與電能3課件

第二單元1-第二單元1-2.構(gòu)成原電池的條件(1)有兩個(gè)相連的電極。較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬或非金屬作正極。(3)在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。（必定是放熱反應(yīng)）(2)兩電極都接觸電解質(zhì)溶液（酸、堿、鹽）正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路一.原電池1.概念把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池練習(xí)P11272-2.構(gòu)成原電池的條件(1)有兩個(gè)相連的電極。較活潑金屬作負(fù)極3、簡單原電池的工作原理負(fù)極(鋅)電子流向與電流方向總反應(yīng)方程式：正極(銅)電子流向：負(fù)極（Zn)外電路正極（Cu）電流方向：正極（Cu）外電路負(fù)極（Zn）Zn-2e－＝Zn2+(鋅板溶解,發(fā)生氧化反應(yīng))2H++2e－＝H2（銅板上有氣泡,發(fā)生還原反應(yīng))Zn+2H+=Zn2++H2電極反應(yīng)離子流向：陽離子正極陰離子負(fù)極Zn+H2SO4=ZnSO4+H23-3、簡單原電池的工作原理負(fù)極(鋅)電子流向與電流方向總反電極電極材料反應(yīng)類型電子流動方向負(fù)極正極較活潑的金屬較不活潑的金屬氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流出電子流入4、正負(fù)極和電子流向的判斷4-負(fù)極正極較活潑的金屬較不活潑的金屬氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電子流出電5.電極反應(yīng)的書寫（1）與總反應(yīng)式有關(guān)（2）與電解質(zhì)環(huán)境有關(guān)a與溶液的酸堿性有關(guān)（如+4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在、在堿性溶液中以CO32-形式存在）；

b

溶液中不存在O2-——在酸性溶液中H+它與結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與H2O結(jié)合成OH-。（3）與題給信息有關(guān)具體書寫方法1、確定正負(fù)極2、找出化合價(jià)的變化的一對離子3、通過添加H+（酸性）或OH-（堿性環(huán)境）配平電荷4、反應(yīng)相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去負(fù)極反應(yīng)得到正極反應(yīng)、總反應(yīng)減去正極反應(yīng)得到負(fù)極反應(yīng)5-5.電極反應(yīng)的書寫（1）與總反應(yīng)式有關(guān)具體書寫方法5-對于下列裝置中的反應(yīng)，寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式并注明反應(yīng)類型：(1)甲裝置中，Zn極：Ag極：(2)乙裝置中，Cu極：Ag極：(3)丙裝置中，F(xiàn)e極：C極：(4)丁裝置中，Pt極：Fe極：6-對于下列裝置中的反應(yīng)，寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式并注明反應(yīng)類型：負(fù)極：2Al+8OH－－6e-=2AlO2－+4H2O正極：6H2O+6e-=3H2↑+6OH－

總：Cu+4H++2NO3－=2NO2↑+Cu2++2H2O負(fù)極：Cu—2e-=Cu2+正極：4H++2NO3－+2e-=2NO2↑+2H2O總：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2

↑7-總：Cu+4H++2NO3－=2NO2↑+Cu6、設(shè)計(jì)原電池（1）[拓展]請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。1、電解液：

。2、電極材料：正極

，負(fù)極

。3、電極反應(yīng)式：負(fù)極:.正極:.8-6、設(shè)計(jì)原電池1、電解液：5、設(shè)計(jì)原電池（2）[拓展]設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，其原電池反應(yīng)為：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2寫出電極名稱和電極反應(yīng)式。1、電解液：

。2、電極材料：正極

，負(fù)極

。3、電極反應(yīng)式：負(fù)極:.正極:.練習(xí)P11289-5、設(shè)計(jì)原電池1、電解液：二.化學(xué)電源一次電池（如干電池）:用過后不能復(fù)原二次電池（如蓄電池）:充電后能繼續(xù)使用燃料電池海水電池

10-二.化學(xué)電源一次電池（如干電池）:用過后不能復(fù)原10-銀鋅電池—鈕扣電池

該電池使用壽命較長，廣泛用于電子表和電子計(jì)算機(jī)。其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成Ag和ZnO,其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：Zn+2OH--2e-

=

ZnO+H2O

正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-一、干電池——一次電池銀鋅扭扣電池總反應(yīng)式為：Zn+

Ag2O=

ZnO+2Ag11-銀鋅電池—鈕扣電池

該電池使用壽命較長，廣泛負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+正極（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2OZn-Mn普通干電池12-負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+Zn-Mn普通干電池1鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。正極材料為MnO2,負(fù)極材料為Zn，還原產(chǎn)物為MnOOH,電解質(zhì)是KOH溶液，總：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH請寫出電極反應(yīng)式并分析其工作原理。負(fù)極：Zn+2OH－－2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH

+2OH－

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH堿性Zn-Mn干電池13-鋅錳堿性電池是一種新型的干電池。負(fù)極：Zn+2OH－－2二、鉛蓄電池——二次電池1、電極材料及原料2、電解質(zhì)溶液3、電極反應(yīng)式：正極：PbO2

負(fù)極：PbH2SO4溶液負(fù)極（Pb）:

Pb-2e-+SO42

-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O正極（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)：14-二、鉛蓄電池——二次電池1、電極材料及原料正極：PbO2負(fù)極：Pb+SO42-=PbSO4+2e-正極：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O陰極：PbSO4+2e-＝Pb+SO42-陽極：PbSO4+2H2O＝PbO2+SO42-+4H++2e-

電池總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O＝Pb+PbO2+2SO42-+4H+鉛蓄電池的放電過程——原電池鉛蓄電池的充電過程——電解池放電充電2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程15-負(fù)極：Pb+SO42-=PbSO4+2e-陰極：PbSO

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”優(yōu)點(diǎn)：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用

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(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池

三、新型燃料電池16-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)換燃料電池負(fù)極：2H2+4OH--4e-=4H2O

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

總反應(yīng)：O2+2H2=2H2O常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁-空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等。如圖電池反應(yīng)17-燃料電池常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁-空氣怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？

書寫步驟：（1）寫出燃燒反應(yīng)，根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)；（2）寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡單);（3）由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。正極反應(yīng)一般為

①酸性介質(zhì)

②堿性介質(zhì)O2+4H++4e－=2H2OO2+2H2O+4e－=4OH-18-怎樣書寫燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？正極反應(yīng)一般為

①酸CH4、O2、NaOH組成的燃料電池1.燃燒總化學(xué)反應(yīng)：

CH4+2O2→CO2+2H2O2.燃料電池總反應(yīng)：

3.正極：4.負(fù)極：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O2O2+4H2O+8e－=8OH-CH4+10OH--8e－=CO32-+7H2O19-CH4、O2、NaOH組成的燃料電池CH4+2OH-+2O甲醇燃料電池是由甲醇和氧氣及強(qiáng)堿電解質(zhì)溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)用鎳氫或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。據(jù)此回答：

(1)甲醇是

極,電極反應(yīng)式是:

;(2)電池反應(yīng)的離子方程式:

2CH3OH+16OH--12e－=2CO32-+12H2O2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O.

負(fù)20-甲醇燃料電池是由甲醇和氧氣及強(qiáng)堿電解質(zhì)溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

負(fù)極正極負(fù)極

正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

21-固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O負(fù)四、海水電池1991年，我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為能源的新型電池，用作航海標(biāo)志燈。該電池以取之不的海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。這種海水電池的能量比“干電池”高20～50倍。電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：電池總反應(yīng)：4Al-12e-=4Al3+3O2+6H2O+12e-=12OH-4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓22-四、海水電池1991年，我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為能源的新型三.電解原理及電解池

1.原理:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰,陽兩極引起氧化還原反應(yīng).2.電解池

定義:把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置構(gòu)成條件:與外加電源相連的兩個(gè)電極

有電解質(zhì)溶液

形成閉合回路3.電極名稱和電極反應(yīng)

與電源負(fù)極相連的電極叫陰極，與電源正極相連的電極叫陽極。23-三.電解原理及電解池

1.原理:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰,陰極:與電源負(fù)極相連，電子流入，發(fā)生還原反應(yīng)陽極:與電源正極相連，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)4.電極的判斷e－e－CC陰極陽極電解質(zhì)溶液5.離子的流向陽離子移向陰極陰離子移向陽極24-陰極:與電源負(fù)極相連，陽極:與電源正極相連，4.電極的判斷5.電極產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)的書寫陽極:先看電極后看溶液(1)活潑金屬電極:金屬電極失電子（除金和鉑)(2)惰性電極:溶液中陰離子失去電子,失電子能力為:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-陰極:溶液中陽離子得電子,得電子能力為:

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>……25-5.電極產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)的書寫陽極:先看電極后看溶液25如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液時(shí)其電極反應(yīng)式為：陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：4H++4e－＝2H2↑總反應(yīng)：2H2O＝＝O2↑+2H2↑電解電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，若要恢復(fù)原來的濃度，只需加入一定量的水即可。用惰性電極電解電解質(zhì)溶液規(guī)律(1)電解水型：26-如電解H2SO4、HNO3、NaOH、Na2SO4等溶液時(shí)其如電解鹽酸、CuCl2溶液等電解后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量的溶質(zhì)(通入一定量的HCl氣體)陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2HCl＝＝Cl2↑+H2↑電解電解鹽酸(2)電解本身：27-如電解鹽酸、CuCl2溶液等電解后溶液中溶質(zhì)如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。陽極：4OH－－4e－＝2H2O+O2↑陰極：2Cu2++4e－＝2Cu總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O＝2Cu+O2↑+2H2SO4

電解電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需加入一定量金屬氧化物。電解CuSO4溶液(3)放氧生酸型：28-如電解CuSO4溶液、AgNO3溶液等。陽極：4OH－－如電解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。電解后原溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，若要恢復(fù)原來的組成和濃度，需通入一定量的HCl氣體。陽極(C)：2Cl－－2e－＝Cl2↑陰極(C)：2H++2e－＝H2↑總反應(yīng)：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解(4)放氫生堿型：29-如電解NaCl、KCl、MgCl2溶液等。電解2、活潑金屬的冶煉（1）鈉的制?。?）鎂的制?。?）鋁的制取總反應(yīng)式:2NaCl2Na+Cl2↑總反應(yīng)式:MgCl2Mg+Cl2↑總反應(yīng)式:2Al2O32Al+3O2↑1、氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水總反應(yīng)：2NaCl+2H2O＝＝2NaOH+Cl2↑+H2↑電解6.電解原理的應(yīng)用30-2、活潑金屬的冶煉總反應(yīng)式:2NaCl3.電鍍銅(1)電鍍是利用電解原理在某些鍍件上鍍上一層其他金屬或合金的過程，是電解的一個(gè)重要應(yīng)用。(2)電鍍池的形成條件

陰極：待鍍金屬制品

陽極：鍍層金屬

電鍍液：含有鍍層金屬陽離子的可溶性鹽溶液

31-3.電鍍銅(1)電鍍是利用電解原理在某些鍍件上鍍上一鍍件銅氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象陽極：陰極：銅變小有紅色固體產(chǎn)生反應(yīng)方程式Cu－2e-＝Cu2+Cu2++2e-＝Cu電鍍液的組成及酸堿性不會變化32-鍍件銅氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象陽極：銅4、銅的電解精煉⑴、粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、Au等+純銅粗銅－CuSO4溶液⑵、粗銅的精煉以粗銅為陽極，以純銅為陰極，以CuSO4溶液為電解液進(jìn)行電解陽極：Zn－2e－＝Zn2+Fe－2e－＝Fe2+Ni－2e－＝Ni2+Cu－2e－＝Cu2+

陰極：Cu2++2e－＝Cu長時(shí)間電解后必須補(bǔ)充電解液33-4、銅的電解精煉⑴、粗銅所含的雜質(zhì)Zn、Fe、Ni、Ag、A第三單元34-第三單元34-金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）一、金屬腐蝕金屬原子2、金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬腐蝕的類型3、1、金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化—還原）而腐蝕損耗的過程。35-金屬陽離