第二节化学能与电能

第二节化学能与电能 1 通过实验探究原电池中发生的化学反应 认识化学能转化为电能的基本原理 2 了解几种常见原电池的结构和电极反应 3 感受电解质在电极反应中的作用 一次能源和二次能源直接从自然界取得的能源称为一次能源 如流水 风力 原煤 石油 天然气 天然铀矿等 一次能源经过加工 转换得到的能源称为二次能源 如电力 蒸汽等 电池的广泛应用 在你的生活和学习中 或你了解的范围里 还有哪些需要使用电池的产品或器具 它们各使用什么样的电池 2001年我国发电总量构成图 一 化学能转化为电能 火力发电厂能量转化 化学能 热能 机械能 电能 若用火力发电 那么每年可向空气中排放二氧化碳1亿吨 二氧化硫200万吨 一氧化碳1万吨 氮氧化合物37万吨 工业废渣约1200万吨 燃烧反应是否是氧化还原反应 氧化还原反应的本质又是什么 燃烧反应是氧化还原反应 氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子的转移 引起化学键的重新结合 伴随体系能量的变化 能否将化学能直接转化为电能 你是如何判定装置的正负极的 原电池 原电池示意图 铜片 锌片 电流表 现象 表面有气泡产生 逐渐溶解 电流表指针偏转 动动手做实验 根据你所了解的电学知识 你知道电子是怎样流动的吗 你如何判断装置的正负极 电子流出的一极为负极 电子流入的一极为正极 锌片 负极 Zn 2e Zn2 氧化反应 铜片 正极 2H 2e H2 还原反应 电子由锌片经导线流向铜片 原电池 将化学能转化为电能的装置叫做原电池 原电池的工作原理 氧化反应 Zn 2e Zn2 铜锌原电池 电解质溶液 失e 沿导线传递 有电流产生 还原反应 阴离子 阳离子 负极 正极 2H 2e H2 总反应 2H 2e H2 Zn 2e Zn2 Zn 2H Zn2 H2 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 正极 负极 氧化反应 还原反应 原电池的构成 1 正极 不活泼金属或非金属负极 比较活泼的金属材料2 电解质溶液3 完整的闭合回路4 自发的氧化还原反应 原电池的构成条件 化学电池的反应本质是氧化还原反应 化学能 电能 化学电池 氧化还原反应 1 一次电池的典型代表是什么电池 负极材料是什么 2 在劣质的电池中 为什么会渗透出一些粘稠状物质 用电极反应式表示 阅读思考 锌 Zn 2e Zn2 锌锰电池 二 化学电源 3 在锌锰干电池中 若将NH4Cl换成KOH 有何优点 有何应用 阅读思考 优点 寿命长 性能高 应用 广泛用于卡式录音机 闪光灯 电动玩具 袖珍电视机等 H2SO4 PbO2 Pb 铅 阅读思考 负极 Pb 正极 PbO2 电解质 H2SO4 4 试判断 负极 正极发生反应的物质分别是什么 电解质溶液是什么 由于铅蓄电池在使用时产生热量 水会因挥发而损失 因此有经验的司机会定期请专业人员向铅蓄电池内加入蒸馏水 以补充在使用过程中损失的水分 延长其使用寿命 生活小常识 资料显示 一节电池烂在地里 能使1平方米的土壤永久失去利用价值 一粒纽扣电池可使600吨水受到污染 相当于一个人一生的饮水量 位于浙江省湖州市德清县新市镇的浙江海久电池股份有限公司周边 多名儿童及成人在医院检查过程中被发现血铅超标 这是因为电池里含有汞 铅 镉等多种重金属元素 威胁到人类的健康 它是一种高效 环境友好的发电装置 能量转化率较高 理论上可达到85 90 它的电极材料一般为惰性电极 如铂电极 碳电极等 燃料电池 氢氧燃料电池 负极 H2 电解液 KOH溶液或稀硫酸 正极 O2 2 燃料电池有何优点 1 氢氧燃料电池中 向正 负极通入的气体各是什么 电解质溶液是什么 高效 环保 利用率高 1 根据Zn Cu2 Zn2 Cu的反应原理设计一个原电池 当Zn为负极时 正极可以选用的金属材料是 A 镁B 石墨C 铝D 铅2 用锌片 铜片和硝酸银溶液组成的原电池 正极上发生的反应是 A 2H 2e H2B Zn 2e Zn2 C 2H2O 4e O2 4OH D Ag e Ag D D 3 下列关于充电电池的叙述 不正确的是 A 充电电池的化学反应原理是氧化还原反应B 充电电池可以无限制地反复放电 充电C 充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行D 较长时间不使用电器时 最好从电器中取出电池 并妥善存放 B 4 甲烷燃料电池是以稀H2SO4为电解质溶液 其电极反应如下 CH4 2H2O 8e CO2 2H 2O2 8H 8e 4H2O据此作出判断 下列说法中错误的是 A CH4在负极发生氧化反应B 供电时总反应为 CH4 2O2 2H2O CO2C 每消耗1molCH4 转移电子的物质的量为8molD 燃料电池的能量转化率可达100 D 5 铅蓄电池的两极分别为Pb PbO2 电解质为硫酸 工作时反应为 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O下列结论不正确的是 A Pb为负极 发生氧化反应B SO42 向负极移动C 溶液的pH不断减小D H2SO4的浓度不断减小 C 6 右图是锌片和铜片在稀硫酸中所组成的原电池装置 c d为两个电极 下列有关判断不正确的是 A 电池工作的过程中 d电极上产生气泡B 电池工作时 溶液中SO42 向d移动C c为负极 发生氧化反应D 电池工作的过程中 溶液中SO42 浓度基本不变 B 7 据报道 锌电池可能取代目前广泛应用的铅蓄电池 因为锌电池容量更大 而且没有铅污染 其电池反应为 2Zn