苏教版选修4 专题1第二单元 化学能与电能的转化 课件（33张）.ppt

第二单元化学能与电能的转化 2 构成原电池的条件 1 有两个相连的电极 较活泼金属作负极 较不活泼金属或非金属作正极 3 在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应 必定是放热反应 2 两电极都接触电解质溶液 酸 碱 盐 正极 负极 电解质溶液构成闭合回路 一 原电池 1 概念把化学能转化为电能的装置叫原电池 练习p1127 3 简单原电池的工作原理 负极 锌 电子流向与电流方向 总反应方程式 正极 铜 zn 2e zn2 锌板溶解 发生氧化反应 电极反应 较活泼的金属 较不活泼的金属 氧化反应 还原反应 电子流出 电子流入 4 正负极和电子流向的判断 5 电极反应的书写 1 与总反应式有关 2 与电解质环境有关a与溶液的酸碱性有关 如 4价的c在酸性溶液中以co2形式存在 在碱性溶液中以co32 形式存在 b溶液中不存在o2 在酸性溶液中h 它与结合成h2o 在碱性或中性溶液中它与h2o结合成oh 3 与题给信息有关 具体书写方法1 确定正负极2 找出化合价的变化的一对离子3 通过添加h 酸性 或oh 碱性环境 配平电荷4 反应相加得到总反应 总反应减去负极反应得到正极反应 总反应减去正极反应得到负极反应 对于下列装置中的反应 写出相应的电极反应式并注明反应类型 1 甲装置中 zn极 ag极 2 乙装置中 cu极 ag极 3 丙装置中 fe极 c极 4 丁装置中 pt极 fe极 负极 2al 8oh 6e 2alo2 4h2o正极 6h2o 6e 3h2 6oh 总 cu 4h 2no3 2no2 cu2 2h2o负极 cu 2e cu2 正极 4h 2no3 2e 2no2 2h2o 总 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 6 设计原电池 1 拓展 请结合组成原电池的条件 将氧化还原反应 fe cu2 cu fe2 设计成一个原电池 1 电解液 2 电极材料 正极 负极 3 电极反应式 负极 正极 5 设计原电池 2 拓展 设计一个原电池 其原电池反应为 cu 2fecl3 2fecl2 cucl2写出电极名称和电极反应式 1 电解液 2 电极材料 正极 负极 3 电极反应式 负极 正极 练习p1128 二 化学电源 一次电池 如干电池 用过后不能复原二次电池 如蓄电池 充电后能继续使用燃料电池海水电池 银锌电池 钮扣电池该电池使用寿命较长 广泛用于电子表和电子计算机 其电极分别为ag2o和zn 电解质为koh溶液 发生反应后生成ag和zno 其电极反应式为 负极 zn 2oh 2e zno h2o正极 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 一 干电池 一次电池 银锌扭扣电池 总反应式为 zn ag2o zno 2ag 负极 锌筒 zn 2e zn2 正极 石墨 2mno2 2nh4 2e mn2o3 2nh3 h2o总反应 zn 2mno2 2nh4 zn2 mn2o3 2nh3 h2o zn mn普通干电池 锌锰碱性电池是一种新型的干电池 正极材料为mno2 负极材料为zn 还原产物为mnooh 电解质是koh溶液 总 zn 2mno2 2h2o zn oh 2 2mnooh请写出电极反应式并分析其工作原理 负极 zn 2oh 2e zn oh 2正极 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 总反应 zn 2mno2 2h2o zn oh 2 2mnooh 碱性zn mn干电池 二 铅蓄电池 二次电池 1 电极材料及原料2 电解质溶液3 电极反应式 正极 pbo2负极 pb h2so4溶液 负极 pb pb 2e so42 pbso4 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 正极 pbo2 pbo2 4h so42 2e pbso4 2h2o 总反应 负极 pb so42 pbso4 2e 正极 pbo2 so42 4h 2e pbso4 2h2o电池总反应 pb pbo2 2so42 4h 2pbso4 2h2o 阴极 pbso4 2e pb so42 阳极 pbso4 2h2o pbo2 so42 4h 2e 电池总反应 2pbso4 2h2o pb pbo2 2so42 4h 铅蓄电池的放电过程 原电池 铅蓄电池的充电过程 电解池 铅蓄电池的充放电过程 把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的 能量转换器 优点 效率高 无污染 装置可持续使用 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 不断从外界输入 同时将电极反应产物不断排出电池 三 新型燃料电池 燃料电池 负极 2h2 4oh 4e 4h2o正极 o2 2h2o 4e 4oh 总反应 o2 2h2 2h2o 常见的燃料电池有氢氧燃料电池 甲烷燃料电池 铝 空气燃料电池 熔融盐燃料电池等 如图电池反应 怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式 书写步骤 1 写出燃烧反应 根据电解液改写燃料电池总反应 2 写出正极的电极反应式 一般较简单 3 由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式 正极反应一般为 酸性介质 碱性介质 o2 4h 4e 2h2o o2 2h2o 4e 4oh ch4 o2 naoh组成的燃料电池1 燃烧总化学反应 ch4 2o2 co2 2h2o2 燃料电池总反应 3 正极 4 负极 ch4 2oh 2o2 co32 3h2o 2o2 4h2o 8e 8oh ch4 10oh 8e co32 7h2o 甲醇燃料电池是由甲醇和氧气及强碱电解质溶液构成的新型手机电池 电量可达现用镍氢或锂电池的十倍 可连续使用一个月才充一次电 据此回答 1 甲醇是极 电极反应式是 2 电池反应的离子方程式 2ch3oh 16oh 12e 2co32 12h2o 2ch3oh 3o2 4oh 2co32 6h2o 负 固体燃料电池 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 2h2 4e 2o2 2h2o o2 4e 2o2 四 海水电池 1991年 我国首创以铝 空气 海水为能源的新型电池 用作航海标志灯 该电池以取之不的海水为电解质 靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流 这种海水电池的能量比 干电池 高20 50倍 电极反应式为 负极 正极 电池总反应 4al 12e 4al3 3o2 6h2o 12e 12oh 4al 3o2 6h2o 4al oh 3 三 电解原理及电解池 1 原理 使电流通过电解质溶液而在阴 阳两极引起氧化还原反应 2 电解池定义 把电能转化为化学能的装置构成条件 与外加电源相连的两个电极有电解质溶液形成闭合回路3 电极名称和电极反应与电源负极相连的电极叫阴极 与电源正极相连的电极叫阳极 阴极 与电源负极相连 电子流入 发生还原反应 阳极 与电源正极相连 电子流出 发生氧化反应 4 电极的判断 5 离子的流向 阳离子移向阴极阴离子移向阳极 5 电极产物的判断及电极反应的书写 阳极 先看电极后看溶液 1 活泼金属电极 金属电极失电子 除金和铂 2 惰性电极 溶液中阴离子失去电子 失电子能力为 s2 i br cl oh 含氧酸根 f 阴极 溶液中阳离子得电子 得电子能力为 ag fe3 cu2 h 酸 pb2 sn2 fe2 zn2 h 水 al3 mg2 如电解h2so4 hno3 naoh na2so4等溶液时其电极反应式为 电解后溶液中溶质的质量分数增大 若要恢复原来的浓度 只需加入一定量的水即可 用惰性电极电解电解质溶液规律 1 电解水型 如电解盐酸 cucl2溶液等 电解后溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量的溶质 通入一定量的hcl气体 电解盐酸 2 电解本身 如电解cuso4溶液 agno3溶液等 电解后原溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需加入一定量金属氧化物 电解cuso4溶液 3 放氧生酸型 如电解nacl kcl mgcl2溶液等 电解后原溶液中溶质的质量分数减小 若要恢复原来的组成和浓度 需通入一定量的hcl气体 4 放氢生碱型 2 活泼金属的冶炼 1 钠的制取 2 镁的制取 3 铝的制取 1 氯碱工业 电解饱和食盐水 6 电解原理的应用 3 电镀铜 1 电镀是利用电解原理在某些镀件上镀上一层其他金属或合金的过程 是电解的一个重要应用 2 电镀池的形成条件阴极 待镀金属制品阳极 镀层金属电镀液 含有镀层金属阳离子的可溶性盐溶液 实验现象 阳极 阴极 铜变小 有红色固体