学年鲁科选修四化学反应与能量转化化学能转化为电能电池张

学年鲁科选修四化学反应与能量转化化学能转化为电能电池课件张第一页，共34页。疑难解析一：原电池的工作原理-+e-e-e-Cu2+Cu2+SO42-SO42-溶解加厚变亮变浅发生偏转化学能转化为电能锌铜铜锌锌铜溶液的温度略有升高还有部分Cu2＋直接在锌电极上得电子被还原，部分化学能转化成热能第二页，共34页。学习探究锌片溶解，铜片加厚变亮检流计指针发生偏转CuSO4溶液的颜色变浅溶液的温度不升高CuSO4溶液中的Zn2＋Cu2＋正负不偏转。如果要使检流计指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路，若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，检流计指针不会发生偏转。Cu2＋不能移向锌片得电子被还原第三页，共34页。(2)两个半电池完全隔开，Cu2＋无法移向锌片，可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。3．实验结论：与问题1中的原电池装置相比较，问题2中双液原电池具有哪些特点?(1)具有盐桥。取下盐桥，无法形成闭合回路，反应不能进行，可控制原电池反应的进行。第四页，共34页。归纳总结(1)电解质溶液：一般能与负极反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应。(2)电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属导体作正极。1.原电池原理是把氧化反应和还原反应分开进行，还原剂在负极上失去电子发生氧化反应，电子通过导线流向正极，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。2.原电池电极及电极反应特点(1)负极为电子流出极，相对活泼，通常是活动性较强的金属或某些还原剂，电极被氧化，发生氧化反应。(2)正极为电子流入极,相对不活泼,通常是活动性较差的金属或非金属导体,一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被还原，发生还原反应。3.原电池的设计从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。第五页，共34页。题目解析活学活用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、盐桥构成一个原电池，Cu作负极，Ag作正极，其电极反应分别为负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流的方向与电子的流向相反，因此C正确。C第六页，共34页。

Cu－2e－===Cu2＋

Pt(或C)2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

Cu

FeCl3溶液+2+30+2失电子，作负极作电解质溶液正极为比铜不活泼的金属或惰性电极第七页，共34页。探究点二：原电池的电极判断及电极反应式的书写

不活泼金属或非金属导体活泼金属电子流入电子流出还原反应氧化反应电极增重或产生气体电极减轻第八页，共34页。Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑H＋＋2e－===H2↑

Fe－2e－===Fe2＋3.有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。

(1)Zn发生________反应，是____极，电极反应式是__________________________。

(2)Ag2O发生______反应，是____极，电极反应式是_____________________________。负氧化Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2还原正Ag2O＋2e－＋H2O=2Ag＋2OH－2.写出下表中原电池装置的电极反应和总的化学反应方程式：负极材料正极材料电解质溶液(1)铁铜稀硫酸(2)铜银硝酸银Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag2Ag＋＋2e－===2Ag

Cu－2e－===Cu2＋第九页，共34页。归纳总结1．一般电极反应式的书写方法：(3)两式加，验总式。两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。(1)定电极，标得失。按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。(2)看环境，配守恒。电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。第十页，共34页。归纳总结2．已知电池总反应式，书写电极反应式：(3)根据质量守恒配平电极反应式。(1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与产物。(2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。第十一页，共34页。活学活用以NaOH溶液为电解质溶液时，不应生成Al(OH)3沉淀，而应生成[Al(OH)4]－电解质溶液的pH应减小电子通过外电路从负极流向正极A第十二页，共34页。学习小结第十三页，共34页。B燃料电池两极材料可以同是石墨正极也可以放出H2正极不参与化学反应第十四页，共34页。B题目解析第十五页，共34页。B

活泼的为负极阳离子移向正极Zn在负极上失电子第十六页，共34页。解析：Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4中时，Al比Cu活泼，Al为负极，失电子被氧化为Al3＋，Cu为正极，溶液中的H＋得电子被还原为H2。解析：Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中时，由于铝钝化，不能溶解，Al为正极，Cu为负极，Cu失电子被氧化为Cu2＋。

2Al－6e－===2Al3＋(或Al－3e－===Al3＋)负极

6H＋＋6e－===3H2↑(或2H＋＋2e－===H2↑)正极

2NO3-＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O能正极

Cu－2e－===Cu2＋负极第十七页，共34页。第二课时第十八页，共34页。学习探究探究点一：化学电池

化学电池是将化学能变成电能的装置。其种类很多，常分为以下三类。请你举出生活中常见的电池，并将其分类填入下表。种类特点(分类依据)实例一次电池二次电池燃料电池普通锌锰电池、碱性锌锰电池铅蓄电池、镍氢电池氢氧燃料电池、CH4燃料电池放完电以后不能再使用充电、放电可循环进行可通过不断充入燃料、氧化剂，连续使用第十九页，共34页。归纳总结化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源，分为一次电池、二次电池(可充电电池)、燃料电池(连续电池)。使用后的废弃电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属和酸、碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。所以废弃电池要进行回收利用。第二十页，共34页。题目解析活学活用判断一种电池的优劣主要是看这种电池的比能量或比功率的大小，以及可储存时间的长短。C第二十一页，共34页。题目解析ID本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质，随意丢弃，对生态环境和人体健康危害很大，所以废旧电池应回收利用。第二十二页，共34页。探究点二：常见的化学电池

ZnMnO2

KOHZn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2MnO2＋2H2O＋2e－=Mn(OH)2＋2OH－Zn＋MnO2＋H2O=Mn(OH)2＋ZnOZn在总反应式中锌元素化Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－还原反应合价升高，失去电子，锌为负极。第二十三页，共34页。PbPbO2

硫酸溶液PbSO4

PbSO4

变大H2SO4不断被消耗，使

[H＋]减小，pH增大

第二十四页，共34页。2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O2H2－4e－＋4OH－=4H2OO2＋2H2O＋4e－===4OH－2H2－4e－===4H＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－烃肼甲醇煤气CH3OHH2O、CO2CH3OH－12e－＋16OH－=2CO

＋12H2O3O2＋6H2O＋12e－=12OH－2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O第二十五页，共34页。归纳总结(1)一次电池：活泼金属作负极，参与电极反应，放电完成后，不能再使用。1.常见化学电池的比较(3)燃料电池：两电极都不参与电极反应，不断充入的物质分别在两极发生反应，可连续使用。(2)二次电池：两电极都参与电极反应，可充电、放电，循环使用。第二十六页，共34页。归纳总结(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，无论该离子是强电解质提供的，还是弱电解质提供的，一律写离子符号。2．书写化学电池中电极反应式注意的问题(1)正确判断出化学电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。(2)确认电极得失电子后的产物是否能与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。(4)书写二次电池的电极反应式时，要注意判断充电方向与放电方向。放电时的电极反应式倒过来即为充电时的电极反应式(注意电子的得失)。第二十七页，共34页。活学活用C锌为负极，在反应中失去电子；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子移动方向与电流方向相反第二十八页，共34页。由题给电极反应可以看出H2SO4不断被消耗，故pH不断增大原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向PbO2极；内电路中，负电荷(SO和OH－)移向Pb极D第二十九页，共34页。题目解析C第三十页，共34页。学习小结第三十一页，共34页。自我检测检测学习效果·