化学能转化为电能

锂电池干电池叠层电池纽扣电池各类电池提出问题1、电源能够提供电，电是如何产生的？2、电源的正负极与电子的流向有什么关系？3、哪类化学反应的实质是电子转移？4、氧化还原反应中的电子流向是如何的？5、若把Zn与稀硫酸反应设计成电源，其正负极分别发生什么反应？6、【实验】Zn片插入稀H2SO4中有什么现象？有电流产生吗？为什么?7、你能把Zn和稀H2SO4反应设计成一个电源吗？提出设想通过Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑这步反应，如果能使锌片上的电子定向移动起来，产生电流，就会把这步反应释放的化学能转化为电能。ZnCu稀H2SO4(3)（3）在Zn片和Cu片之间用导线连接电流计，

现象

。（1）Zn片和Cu片分开插入稀H2SO4中，

现象

；（2）Zn片和Cu片接触插入稀H2SO4中，

现象

；CuZn稀H2SO4（1）CuZn稀H2SO4（2）实验探索只有Zn片上有气泡Cu片上有较多气泡，如果Zn纯则无气泡。产生气体速率较单独Zn更快电流计指针偏转电流方向由Cu→Zn电子流动方向Zn→Cu分析问题1、连接导线前，Zn与H2SO4反应微观电子转移情况如何？2、连接导线后，Zn失的电子为什么要主动经过导线转移给Cu呢？这与产生气泡速率又有何关系？[本质]善于对比直接氧化还原反应与原电池反应以Zn与稀H2SO4在两种情况下的反应为例电子得失守恒如果Zn-H2SO4-Cu电池中，有1mol电子通过导线，则负极质量_____，正极质量_____，产生气体_____mol。直接反应形成原电池现象反应实质有无电流能量转化氧化还原反应

（直接接触反应）氧化还原反应

（氧化、还原分开）锌片上产生气泡铜片上产生气泡反应加快有无化学能→电能化学能→热能得出结论1、定义：原电池——化学能转化为电能的装置把氧化、还原反应分开但同时进行、通过导线传递电子2、电极的判断：

负极→失去电子→发生氧化反应

正极→得到电子→发生还原反应较活泼金属——较不活泼金属——Zn2+H+SO42-e-e-Zn

Cu内电路负极——Zn：Zn-2e-=Zn2+正极——Cu：2H++2e-=H2↑电路中电流的流动情况H2SO4外电路内电路——溶液中通过自由离子导电阴离子由正极→负极，阳离子由负极→正极；外电路——导线中通过自由电子导电

电子从负极→正极酒精ZnCuH2SO4AgCuH2SO4ZnZnZnCCuSO4①FeCuH2SO4②③⑤⑥√④√课堂讨论：下列哪些装置可以构成原电池，哪些不能？写出形成原电池的各极上反应式和总反应式从中你可以总结出构成原电池需要什么条件？CuSO4√构成原电池的条件负极：通常是较活泼的金属（与电解质自发反应）；正极：通常是较不活泼的金属或其它导体（如：石墨）②两电极均插入电解质溶液中，形成闭合回路③在两极上能自发发生氧化—还原反应（即：负极通常能与电解质反应）①两种活性不同的金属（其一可为能导电的非金属）作电极讨论总结练习11、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（）

稀H2SO4ZnZn(A)稀H2SO4CuZn(B)稀H2SO4ZnC(C)设计应用——1、总化学方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu的原电池CuSO4石墨Fe2、Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag3、2Fe3++Fe=3Fe2+(Zn∣AgNO3∣C)(Fe∣Fe2(SO4)3∣C)或其他比Fe惰性的金属动脑动手有下列材料：Zn片、Cu片、导线、水果

、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转。2、哪类反应可以构成原电池？凡是自发的氧化还原反应都可以设计成原电池1、原电池的定义？（利用氧化还原反应）把化学能转化为电能的装置复习23、直接氧化还原反应与原电池反应的区别与联系？4、构成原电池的条件？电极、回路、电解质溶液②两电极均插入电解质溶液中，形成闭合回路③在两极上能自发发生氧化—还原反应（即：负极通常能与电解质反应）①两种活性不同的金属（其一可为能导电的非金属）作电极负极正极

电子流向——电子流出——电子流入

反应原理——氧化反应——还原反应

电极材料——活泼金属——不活泼金属

（或非金属导体）5、如何判断原电池的正、负极？外电路——电子导电

电子从负极→正极内电路——自由离子导电

阴离子移向负极

阳离子移向正极5、原电池的回路是怎样形成的？Zn2+H+SO42-e-e-Zn

Cu内电路H2SO4外电路【讨论】

1）A、B两种金属与稀硫酸分别反应都较缓慢，设计

实验比较它们的活泼性。2）100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，

为加快反应速率，又不影响生成的氢气的总量，

可采用的方法是（）

A、加入适量的6mol/L的盐酸

B、加入数滴氯化铜溶液

C、加入适量蒸馏水

D、加入适量的氯化钠溶液3）写出下列组成原电池的电极反应和总反应式，并

指出①溶液的pH变化。①Mg|HCl|Fe④Fe|浓HNO3|Cu③Fe|FeCl3|Pt②Cu|AgNO3|Ag负极(Mg)：Mg－2e-＝Mg2+

正极(Fe)：2H+＋2e-＝H2↑负极(Cu)：Cu－2e-＝Cu2+

正极(Ag)：2Ag+＋2e-＝2Ag负极(Cu)：Cu－2e-＝Cu2+

正极(Fe)：4H+＋2NO3-＋2e-＝2NO2↑＋2H2O负极(Fe)：Fe－2e-＝Fe2+

正极(Pt)：2Fe3+＋2e-＝2Fe2+Mg＋2H+＝Mg2+＋H2↑Cu＋2Ag+＝Cu2+＋2Ag2Fe3+＋Fe＝3Fe2+pH增大Cu＋4H+＋2NO3-＝Cu2+＋2NO2↑

＋2H2O设计应用——1、根据Fe+Cu2+=Fe2++Cu反应设计一个原电池，并写出电极反应式CuSO4石墨Fe或其他比Fe惰性的金属3讨论：在下列（1）（2）两个装置中，Fe极分别是原电池的什么极？写出Fe极上发生反应的方程式。Fe是负极Fe－2e-＝Fe2+Fe是正极2H+＋2e-＝H2↑（1）（2）（3）比较Fe被腐蚀的快慢：（1）＞（3）＞（2）说明：Fe作原电池负极时，腐蚀加快，作正极时不被腐蚀。三、金属的电化腐蚀金属腐蚀如钢铁的生锈、铜绿的形成等。——金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程金属腐蚀的本质——金属原子失去电子而被氧化金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀（为主）1、化学腐蚀金属跟接触到的物质（O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀2、电化学腐蚀

不纯的金属跟电解质溶液接触时，发生原电池反应，较活泼的金属失去电子被氧化而腐蚀钢铁的电化腐蚀

Fe和少量的C与表面的水膜形成无数的微小原电池Fe(负极)：2Fe－4e--＝2Fe2+

C(正极)：O2＋4e-＋2H2O＝4OH-溶液中：

Fe2+＋2OH-

＝Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3

铁锈(Fe2O3·H2O)CFe电解质溶液O2Fe2+OH-【思考】钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，在干燥空气里长时间不易生锈，但在潮湿的空气里却很快就会生锈，为什么？化学腐蚀和电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀反应条件有无电流反应本质相互关系金属跟氧化剂直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无有金属

被氧化的过程较活泼的金属

被氧化的过程化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生以下现象与电化腐蚀无关的是：A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B、生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C、铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈D、银质奖牌久置后表面变暗【讨论】1）写出钢铁在酸性较强的水膜里发生腐蚀的电极反应Fe(负极)：Fe－2e-＝Fe2+

C(正极)：2H+＋2e-＝H2↑析氢腐蚀2）写出马口铁（铁镀锡）、白铁皮（铁镀锌）镀层破

损后，发生电化腐蚀的电极反应式，并解释铁被腐

蚀快慢的原因。马口铁负极(Fe)正极(Sn)负极(Zn)正极(Fe)白铁皮：2Zn－4e-＝2Zn2+：O2＋4e-＋2H2O＝4OH-：2Fe－4e-＝2Fe2+：O2＋4e-＋2H2O＝4OH-形成原电池，铁是负极，加速腐蚀。形成原电池，锌作负极对铁(正极)起保护作用。【讨论】4）实验室用Zn和过量的稀H2SO4反应制H2①用纯锌与粗锌，哪种反应速率快？为什么？②若只有纯锌，要加快反应速率，采取什么方法？对产生H2的量有无影响？若要求H2不减少，应加入什么物质？

③若要减慢反应速率，应采取什么方法？3）在下列各容器中盛有海水，Fe被腐蚀的快慢。【讨论】7）通常在轮船的尾部水下连有锌块，起什么作用？5）解释：①铁板船在大海中与内河中腐蚀快慢②铜质铆钉易使铁板生锈6）钢管一部分在地面上，一部分在地面下，哪部分易

生锈？8）为使钢铁闸门减慢腐蚀，应连接直流电源哪一极？3、金属的防护1）影响金属腐蚀的因素2）金属防护的方法①金属本性：②外界因素：介质①改变金属的内部组织结构，如制成合金：不锈钢等；②在金属表面覆盖保护层，如喷油漆、电镀、钝化等；原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。③电化学保护法，如外接活泼金属、外加电流等。A、金属的活泼性B、金属的钝化性质C、杂质金属的活泼性锂电池干电池叠层电池纽扣电池化学电源化学电源:分类:①一次电池(不可充电电池)如：干电池等②二次电池(充电电池)如:铅蓄电池等③燃料电池:优点:①能量转换效率高，供能稳定可靠。②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。③易维护，可在各种环境下工作。广泛使用的一次电池干电池：普通锌锰干电池、碱性锌锰电池、银锌纽扣电池银锌电池1、银—锌蓄电池（又称为“纽扣”电池）①

是负极，

是正极，电极反应式为？

②工作时电子由

极经外电路流向

极；

③工作时电池负极附近溶液pH

。优点：质量轻，体积小用途：用作人造卫星、宇宙火箭、各种电子仪器等的电源原料：Zn│KOH│Ag2O它放电过程可以表示为：——高能电池Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2锌－锰干电池2、普通锌锰干电池1）原料：Zn|NH4Cl，MnO2|C【思考】干电池放电时，则正极上发生

反应，

参加反应的物质是

。2）总反应式：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl＝Zn(NH3)2Cl2＋2MnO(OH)3）电极反应：2MnO2＋2NH4+＋2e-＝2MnO(OH)＋2NH3负极：

正极：缺点：放电时间短、放电电压下降快，放电过程中易气涨或漏液Zn－2e-＋2NH3＝Zn(NH3)22+总反应：Zn+2MnO２

+2H２O=Zn(OH)2+2MnO(OH)碱性锌锰电池正极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-

改进后碱性锌锰电池的优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。负极：原料：Zn|KOH，MnO2|金属燃料电池汽车氢气入口氧气入口负极正极2e--2e--3、新型燃料电池氢、氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应均为：2H2＋O2＝2H2O。酸式电池中的电解质是酸，其负极反应为：2H2－4e-＝4H+，则正极反应为

；碱式电池中的电解质是碱，其负极反应为

，正极反应为

。电解液不同，反应后溶液pH变化也不同，pH各怎么变？电极材料：多孔性的石墨或金属O2＋4e-＋4H+＝2H2OO2＋4e-＋2H2O＝4OH-2H2－4e-＋4OH-＝4H2O燃料电池的特点：燃料还可用甲烷、煤气等电解质溶液电极名称判断：新型燃料电池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连续电池铅蓄电池4、蓄电池的结构和反应原理1）铅蓄电池PbO2+Pb+2H2SO4==2PbSO4+2H2O①电极材料：负极为

，正极为

。

电解质溶液：

。Pb|H2SO4(aq)|PbO2②两极的电极反应式：

负极为

，正极为

。

③工作后，蓄电池里电解质溶液的pH值

。④如用其做电源进行电解产生1molCl2，要消耗H2SO4____mol⑤优点和用途：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电5、锂电池心脏起搏器中使用的新型Li—I2电池的使用寿命已超过10年，其反应简化为：2Li＋I2＝2LiI，下列说法中不正确的是

A、负极反应：2Li＝2Li+＋2e-

B、该电池以LiI水溶液为电解质

C、该电池以有机碘化物为电解质

D、Li—I2电池是一种高能的固体电池优点：由于Li的密度小，活泼性强，因此锂电池具有

质量轻、电压高、工作效率高和贮存寿命长。用途：用于电脑、照相机、手表、心脏起搏器、火箭

和导弹等的动力电源。——高能电池三、电池的污染和回收1.电池中含有大量的重金属、酸、碱等物质2.一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水，相当于一个人一生的饮水量一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值，并造成永久性公害。

3.电池的回收2）镍—镉可充电电池Cd为

极，电解质溶液呈

性。负碱Cd＋2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2放电充电4、锂电池：锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极：

正极：

。用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S电解讨论：1、使装置中的灯泡亮起来有哪些方法？2、导线、电解质溶液导电的原因?导电原理：带电微粒的定向移动电解质导电的前提是电离两极附近的溶液中，阴阳离子浓度会不断的增加吗？还是电解质的导电过程会发生化学变化？观察现象与电源负极相连的电极：有红色物质析出与电源正极相连的电极：有气泡产生CCCuCl2实验结论：（1）与电源负极相连的碳棒上发生的反应：（2）与电源正极相连的碳棒上发生的反应：（3）总反应式为：电解质离子在导电过程中会发生氧化还原反应深入本质微观分析：

通电前，CuCl2溶液中微粒的运动状况如何？通电后，CuCl2溶液中微粒的运动状况如何？对电解有关概念的理解一、电解原理1、电解定义：电解质溶液导电的过程就是电解质溶液电解的过程。（阴离子失去电子，阳离子得到电子的过程叫放电）思考：电解质的导电与金属导电有何异同？2、电解池：把电能→化学能的装置3、电极判断：阳极：连接电源正极→(带正电)吸引阴离子——→氧化反应供电子4、在电解过程中，电子、电流的方向？得电子阴极:

连接电源负极→(带负电)吸引阳离子——→还原反应电子流向：负极阴极，阳极正极只经导线，不经溶液导线导线溶液导线导线阴离子移向阳极、阳离子移向阴极电流流向：正极阳极阴极负极电子、电流的方向5、构成电解池的条件：（1）阴阳两电极（2）电解质溶液（3）直流电源，闭合回路。6、原电池与电解池的联系与区别思考：电解CuCl2时，在溶液中阳离子有：Cu2+、H+；阴离子有：Cl-、OH-，而得失电子的只有Cu2+和Cl-，H+、OH-为什么没有在电极上得失电子呢？惰性电极：Pt、C、Au等活泼电极：除Pt、Au外的其它金属

(不包括K、Ca、Na等活泼金属)影响放电顺序的因素：一般（1）阴阳离子得失电子难易程度（2）电极材料有关放电规律：阴极发生什么反应？