化學(xué)能和電能轉(zhuǎn)化電池

1、關(guān)于化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化電池第一張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月知識(shí)回顧1,什么是氧化還原反應(yīng)?它的特征和本質(zhì)是?2,金屬還原性的強(qiáng)弱判斷方法有?化學(xué)反應(yīng)中有元素的化合價(jià)發(fā)生變化的反應(yīng)叫氧化還原反應(yīng),氧化還原反應(yīng)的特征:元素化合價(jià)有變化.氧化還原反應(yīng)本質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移(電子得失或電子對(duì)的偏向與偏離)按其在周期表中的位置:同一周期,從左到右,金屬還原性減弱.同一主族從上到下,金屬還原性增強(qiáng).金屬活動(dòng)順序表:從左到右,金屬還原性減弱.實(shí)驗(yàn)事實(shí):與水(或酸)反應(yīng)越容易,金屬還原性越強(qiáng).從金屬最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性:堿性越強(qiáng),金屬的還原性越強(qiáng)

2、.第三張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月知識(shí)回顧3,日常生活中使用的幾種電池:如手機(jī)電池,干電池等,你知道它們的的工作原理嗎?原電池的工作原理，原電池工作時(shí)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。第四張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月一、原電池1、概念：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置叫做原電池。原電池與普通氧化還原反應(yīng)的差異原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿煌c(diǎn)原電池反應(yīng)快反應(yīng)部位反應(yīng)速率能量變化負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)第五張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2、構(gòu)成原電池的條件（1）必須自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)；（3）兩個(gè)電極必須插入電解

3、質(zhì)溶液中或熔融的電 解質(zhì)中；（4）兩個(gè)電極必須相連并形成閉合回路。（2）必須有兩種活潑性不同的導(dǎo)電材料作電極；兩種活潑不同的金屬。一種金屬與一種非金屬（如石墨）。兩電極都是其它材料。電極材料第七張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月3、原電池工作原理e-I：Zn2eZn2：2H+2eH2溶液中離子流向電子流向電極反應(yīng)陰離子負(fù)極氧化反應(yīng)電子經(jīng)外導(dǎo)線正極陽離子還原反應(yīng)第八張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月1、原電池的反應(yīng)原理發(fā)生氧化還原反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能陽離子 正極 陰離子 負(fù)極3、溶液內(nèi)部無電子流動(dòng)，通過陰陽離子定向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)電路的電流注意2、離子移動(dòng)方向4、正負(fù)兩極上進(jìn)出電子總數(shù)

4、相等，根據(jù)電子守恒原理可進(jìn)行許多有關(guān)電極反應(yīng)的計(jì)算。第九張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月4、原電池電極的判斷特性負(fù)極電子流出相對(duì)活潑失電子發(fā)生氧化反應(yīng)正極電子流入相對(duì)不活潑得電子發(fā)生還原反應(yīng)1、根據(jù)定義來判斷：電子流出的一極是負(fù)極；電子流入的一極是正極。2、根據(jù)反應(yīng)類型來判斷：發(fā)生氧化反應(yīng)的一極是負(fù)極；發(fā)生還原反應(yīng)的一極是正極。3、根據(jù)電極活潑性來判斷：一般來說，較活潑的一極是負(fù)極；較不活潑的一極是正極。4、根據(jù)離子流向來判斷：陰離子移向的一極是負(fù)極；陽離子移向的一極是正極。第十張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí):下列裝置是不是原電池?若是,指出正負(fù)極.CuSO4ZnCu

5、ZnSO4溶液FeCNaCl第十一張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月5、電池的表示方法：負(fù)極在左，正極在右。第十二張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ）在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為：Ag+e-=Ag實(shí)驗(yàn)過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A B C D C第十三張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月拓展請(qǐng)結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)： Fe + Cu2+

6、= Cu + Fe2+ 設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。1、電解液： 。2、電極材料： 正極 ，負(fù)極 。3、電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極: 。 正極: 。第十四張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月歸納 原電池的設(shè)計(jì)方法:怎樣選擇確定原電池的負(fù)極、正極材料？怎樣選擇確定原電池的電解質(zhì)溶液？ 畫原電池的裝置圖時(shí)要注意什么問題？怎樣書寫原電池的電極反應(yīng)及總反應(yīng)式？第十五張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第十六張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月6、原電池原理的應(yīng)用（1）制作干電池、蓄電池、高能電池等。（2）比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。（3）比較反應(yīng)速率。（4）比較金屬腐蝕的快慢。（5）判斷溶液pH值變化。第十

7、七張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是（ ）A.純鋅和1mol/L 硫酸B.純鋅和18 mol/L 硫酸C.粗鋅和 1mol/L 硫酸D.粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液例1：下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是（ ）A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2放出B.在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極D.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)CD第十八張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月負(fù)極（鋅筒）：正極（石墨）：總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOO

8、H1、鋅-錳干電池（堿性）二、化學(xué)電源第十九張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2、鉛蓄電池負(fù)極Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正極PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O總反應(yīng)：第二十張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO。3、銀-鋅電池負(fù)極：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正極：Ag2O+ H2O +2e-

9、=2Ag+ 2OH- 總反應(yīng)：Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag第二十一張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月4、燃料電池（1）寫出正確的燃燒反應(yīng)化學(xué)方程式并找出兩極放電的物質(zhì)，負(fù)氧正還；（2）根據(jù)電解液（如溶液的酸堿性）改寫燃料電池總反應(yīng)；（3）寫出正極的電極反應(yīng)式；（4）由燃料電池總反應(yīng)式減去正極的電極反應(yīng)式得到負(fù)極的電極反應(yīng)式。第二十二張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)1、氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價(jià)格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔?，如：甲烷、汽油等。?qǐng)寫出圖中甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式： ，此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)式 。 KOH溶液C

10、H4O2H2Oa bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O第二十三張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)2：有人設(shè)計(jì)出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是（ ）每消耗1molCH4可以向外電路提供8mole-負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式： CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-電池放電后，溶液PH不斷升高 A. B. C. D.A 第二十四張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2

11、022年6月5、海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）負(fù)極：4Al-12e=4Al3+正極：3O2+6H2O+12e=12OH總反應(yīng)：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3跟相同質(zhì)量的其它金屬作負(fù)極相比，使用壽命延長，高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲(chǔ)存壽命長。第二十五張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月三、金屬的腐蝕及其防護(hù)1、概念：金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)（氧化還原反應(yīng)）而腐蝕損耗的過程，即為金屬的腐蝕。2、本質(zhì)：3、分類：化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕金屬腐蝕金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)金屬原子第二十六張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月化學(xué)腐蝕電化腐蝕條件金屬

12、跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化圖例聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍（1）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕第二十七張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱電極反應(yīng)負(fù)極FeFe2e=Fe2+2Fe4e=2Fe2+正極C2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH總反應(yīng)Fe+2H+=Fe2+2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2示意圖聯(lián)系通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。（2）析氫腐蝕與吸氧腐蝕第二十八張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月練 習(xí)如圖, 水槽中試管內(nèi)有

13、一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極： ,正極： ； 若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極： 正極： 。（2）中性或堿性 吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 第二十九張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）鋼鐵腐蝕的防護(hù)1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。2、金屬表面覆蓋保護(hù)層：如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保護(hù)層。原理：隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。3、電化學(xué)保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法

14、原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。第三十張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月三、金屬的腐蝕與防護(hù)、金屬的腐蝕：（）概念（）金屬腐蝕的類型：（）結(jié)論：金屬電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕吸氧腐蝕：析氫腐蝕：當(dāng)水膜為弱酸性或中性當(dāng)水膜酸度較高時(shí)金屬腐蝕被腐蝕的金屬作為原電池的負(fù)極，金屬原子變成陽離子，陽極消耗。金屬越活潑，越易電化學(xué)腐蝕。第三十一張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月、金屬的防護(hù)（）概念：（）方法：改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使金屬性質(zhì)改變，成為耐腐蝕的金屬。如不銹鋼。金屬的防護(hù)就是防止金屬的腐蝕。覆蓋保護(hù)層：犧牲陽極保護(hù)法：陰極電保護(hù)法（外加電流陰極保護(hù)法）：使金屬表面鈍化，形成一層致密氧化物保護(hù)膜。第三十二張，PPT共三十五頁，創(chuàng)作于2022年6月例題11,下列試