第二课时_发展中的化学电源简单版,适合初学者

1、 能自发的发生氧化还原反应能自发的发生氧化还原反应两种活泼性不同的金属两种活泼性不同的金属金属和非金属导体金属和非金属导体(石墨石墨)电解质溶液或熔融电解质电解质溶液或熔融电解质 闭合回路闭合回路: :电极用导线相连或直接接触电极用导线相连或直接接触两个电极两个电极（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）Zn片：片： Zn 2e- = Zn2+Cu片：片：2H+2e- = H2 （铜片在这里起（铜片在这里起传导电子传导电子的作用）的作用）电极反应式：电极反应式：Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2电极反应总式：电极反应总式： 2 2.Zn.ZnC

2、uCuH H2 2SOSO4 4原电池的工作原理：原电池的工作原理：电荷流向电流流向：电荷流向电流流向： 外电路：电子由负极流向正极，外电路：电子由负极流向正极， 电流由正极流向负极电流由正极流向负极 内电路：阴离子移向负极，内电路：阴离子移向负极， 阳离阳离 子移向正极，子移向正极， 电流由负极流向电流由负极流向 正极正极原电池正、负极的判断方法原电池正、负极的判断方法特别提醒：特别提醒：在判断原电池正、负极时，不要只根据金属在判断原电池正、负极时，不要只根据金属活泼性的相对强弱，有时还和电解质溶液活泼性的相对强弱，有时还和电解质溶液有关，如有关，如Mg与与Al和和NaOH溶液构成的原电溶液

3、构成的原电池中，由于池中，由于Mg不与不与NaOH溶液反应，虽金溶液反应，虽金属性属性MgAl，但在该条件下却是，但在该条件下却是Al作负极。作负极。因此要根据具体情况来判断正、负极。因此要根据具体情况来判断正、负极。 请在图上标出电子的流动方向和电流方向请在图上标出电子的流动方向和电流方向, 并判断正负极，写出电极反应式和总反应式并判断正负极，写出电极反应式和总反应式. H2SO4 (aq) CuSO4 (aq) ZnCu负极负极( ): .正极正极( ): .总反应式总反应式: .负极负极( ): .正极正极( ): .总反应式总反应式: . AgFeZn Zn2e - = Zn2+ Cu

4、 Cu2+ +2e - = Cu Zn+Cu2+ = Zn2 + CuFe Fe2e - = Fe 2+ Ag 2H+2e - = H2 Fe+2H+ = Fe 2+ +H2 Ie-e-I加快反应速率(1)原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在原理：在原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中的粒子运动时相互间的干扰小，两极进行，溶液中的粒子运动时相互间的干扰小，使化学反应加快。使化学反应加快。(2)应用：实验室中用应用：实验室中用Zn和稀和稀H2SO4制取制取H2时，通常时，通常滴入几滴滴入几滴CuSO4溶液。原因是溶液。原因是Zn与置换出的与置换出的Cu构构成原电池，加快了反应

5、的进行。成原电池，加快了反应的进行。二、发展中的化学电源二、发展中的化学电源 发展中的化学电源化学电池化学电池一次性电池：如干电池一次性电池：如干电池二次电池（可充电电池）：铅蓄二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等电池等燃料电池：氢氧燃料电池燃料电池：氢氧燃料电池1.干电池 干电池干电池锌锰电池锌锰电池负极负极 Zn 2e- =Zn2+ 正极：碳棒正极：碳棒电解质溶液：电解质溶液：NH4Cl、淀粉糊、淀粉糊碱性碱性干电池：将普通干电池中干电池：将普通干电池中的的NH4Cl换成换成KOH 总反应Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3负极负极 Zn 2e- =Zn2+ 正极：正极：2M

6、nO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-4.日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH4Cl和和ZnCl2作电解质作电解质(其中加入其中加入MnO2氧化吸收氧化吸收H2)，电极反应可简化为：电极反应可简化为：Zn2-Zn2+；2NH4+2e-2 NH3H2 (NH3再用于结合再用于结合Zn2+。)根据上述叙述判断下列说法中正确的是根据上述叙述判断下列说法中正确的是( )A、Zn为正极，碳为负极 B、Zn为负极，碳为正极C、工作时电子由碳极经外电路流向Zn极 D、电池工作时正极发生氧化反应 B2.充电电池(1)铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池的反应原

7、理铅蓄电池的反应原理负极：负极： Pb - 2e- +SO42- = PbSO4正极：正极：PbO2+4H+ SO42- +2e-= PbSO4+2H2O总反应：总反应：PbO2 PbH2SO4= 2PbSO4+2H2OPbO2 PbH2SO4 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电镍镉充电电池镍镉充电电池密封、体积小、寿命长。密封、体积小、寿命长。镉（镉（Cd）作负极，作负极，NiO（OH）作正极。）作正极。以以KOH作电解质作电解质。但镉有毒。但镉有毒。锂离子充电电池锂离子充电电池8.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重

8、视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为池的总反应为Li + MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是下列说法正确的是（ ） A、 Li是正极，电极反应为是正极，电极反应为Li e- = Li+ B、 Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li e- = Li+ C、 Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为MnO2 + e- = MnO2 D、 Li是负极，电极反应为是负极，电极反应为Li 2e- = Li2+ 优点：质量轻、容量大、放电时间长。优点：质量轻、容量大、放电时间长。锂电池是一种高能电池，锂作为负极，锂电池是一种高能电池

9、，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压技术含量高，有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。博器、火箭、导弹等的动力电源。 3、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它、银锌电池广泛用作电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：的充电和放电过程可以表示为： 在此电池放电时，负极上发生反应的物质在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（是（ ） A、Ag B、Zn（OH）2 C、Ag2O D、Zn2Ag+Zn（OH）2 Ag2O +Zn+H2O充

10、电充电放电放电D3. 燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池不断排出电池 氢氧燃料电池反应氢氧燃料电池反应:负极（负极（Pt）：）：2H2 4e- +4OH 4H2O正极（正极（Pt）: O2 +4e- +2H2O 4OH(1)KOH作导电液作导电液(2)H2SO4作导电液作导电液负极（负极（Pt）：）：2H2 4e- 4H+正极（正极（Pt）: O2 + 4e- + 4H+ 2H2O总反应总反应: 2H2+ O2

11、2H2O使用燃料电池的汽车使用燃料电池的汽车使用燃料电池的汽车 （）（）a a极是（）极，电极反应式是极是（）极，电极反应式是（）（）（）（）b b极是（）极，电极反应式是（极是（）极，电极反应式是（ ）美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳个电极均由多孔碳制成，通入的气体在制成，通入的气体在 空隙中逸出空隙中逸出, , 并在电并在电 极表面放电。极表面放电。负负2 2- -e e- - + 4OH+ 4OH- - = 4H= 4H2 2O O正正 O O2

12、 2 + + 2H2H2 2O O + +e e- - = 4OH = 4OH- -回答：回答： ( (燃料电池燃料电池) )宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：为：2H2H2 2O O2 22H2H2 2O O，试写出电解质溶液为盐酸时的电，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，并指出各电极和电解质溶液的极反应式，并指出各电极和电解质溶液的PHPH值的变化，值的变化，若电解质溶液为若电解质溶液为KOHKOH时又如何？时又如何？1 1、电解质为盐酸时：、电解质为盐酸时： 负极：负极：2H2H2 24e4e- - 4H4H PHPH值变小值变小 正极：正极：O O2 24H4H4e4e- -2H2H2 2O PHO PH值变大值变大 溶液被稀释，溶液被稀释，PHPH值变大值变大2 2、电解质为、电解质为KOHKOH时：时： 负极：负极：2H2H2 24e4e- -4OH4OH4H4H2 2O PHO PH值变小值变小 正极：正极：O O2 22H2H2 2O O4e4e- -4OH4OH PHPH值变大值变大 溶液被稀释，溶液被稀释，PHPH值变小