化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 課件

3-3化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)任務(wù)：1、能從“氧化還原”的角度認(rèn)識(shí)電化學(xué)反應(yīng)，說(shuō)出原電池的工作原理，能寫(xiě)出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式2、能主動(dòng)找出電化學(xué)裝置模型的“切入口”，確定燃料電池，電化學(xué)腐蝕、鉛蓄電池的電極名稱、得失電子情況、外電路電子流動(dòng)方向、電流方向、反應(yīng)類型、離子遷移方向，并能熟練運(yùn)用于解題過(guò)程中。3、能夠說(shuō)出金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，防止金屬腐蝕的措施?！菊n前回顧】氧化還原反應(yīng)：氧化劑+還原劑→氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物化合價(jià)______，___電子，被______，發(fā)生______反應(yīng)降低得還原還原化合價(jià)______，___電子，被______，發(fā)生______反應(yīng)升高失氧化氧化原電池：實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置電解池：實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，能驅(qū)動(dòng)非自發(fā)的氧’還’，自發(fā)的氧’還’原電池裝置模型負(fù)正e—切入口：負(fù)極較活潑金屬失電子被氧化得電子被還原SO42-Cu2+ZnCuZn-Cu-CuSO4

原電池工作原理：Zn片逐漸溶解，即Zn失電子被氧化形成Zn2+進(jìn)入溶液，電子通過(guò)導(dǎo)線流向銅片，溶液中的Cu2+從銅片上得電子被還原成銅單質(zhì)，沉積在銅片上[練習(xí)1]（單）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：Cu2＋(aq)＋Zn(s)＝Zn2＋(aq)＋Cu(s)，A.原電池工作時(shí)，X電極流出電子，發(fā)生氧化反應(yīng)B.Cu作負(fù)極，發(fā)生的反應(yīng)是Cu2++2e—=CuC.鹽橋中的NO3—移向CuSO4溶液D.外電路中，電流由X流向Cu思考：1、保證電池反應(yīng)不變的前提下，X、Cu可否換成其他材料？如果可換，可換成什么？2、鹽橋中的離子如何遷移？鹽橋起什么作用？A【練習(xí)2】據(jù)報(bào)道，我國(guó)擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車將在奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關(guān)電池的敘述不正確的是(

)A．正極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－

=4OH－B．工作一段時(shí)間后，電解液中的KOH的物質(zhì)的量濃度不變C．該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2＋O2=2H2OD．若將電解液改為硫酸，負(fù)極的電極反應(yīng)為：H2-2e—

=2H+B任務(wù)2：總結(jié)氫氧燃料電池堿性（KOH）介質(zhì)：負(fù)極_____________________正極_____________________總反應(yīng)___________________OH—的遷移方向__________，正極附近的pH變化_______總反應(yīng):2H2+O2=2H2O向負(fù)極變大

看電極反應(yīng),生成OH—，pH↑負(fù)極:2H2+4OH--4e-=4H2O正極:O2+2H2O+4e-=4OH-酸性（H2SO4）介質(zhì)：負(fù)極_____________________正極_____________________總反應(yīng)___________________H+的遷移方向__________，正極附近的pH變化_______負(fù)極:2H2-4e-=4H+正極:O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng):2H2+O2=2H2O向正極變大看電極反應(yīng),消耗H+，pH↑（—）

H2（+）

O2e—I陰離子總反應(yīng):2H2+O2=2H2O燃料電池1、總反應(yīng)相當(dāng)于燃燒(但反應(yīng)途徑不同)，不寫(xiě)點(diǎn)燃2、燃料在負(fù)極區(qū)反應(yīng)，氧氣在正極區(qū)反應(yīng)，3、能量利用率提高，環(huán)保、綠色、友好鞏固3：甲烷燃料電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法不正確的是

（

）A.負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2OB.正極反應(yīng)式為O2＋2H2O+4e-=4OH-C.隨著不斷放電，電解質(zhì)溶液堿性不變D.甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率高C【練習(xí)3】鋼鐵生銹過(guò)程發(fā)生如下反應(yīng)：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列說(shuō)法正確的是A．鋼鐵生銹時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)是Fe-3e—=Fe3+B．反應(yīng)①中氧化劑是氧氣和水C．與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕

D．鋼鐵在潮濕的空氣中能發(fā)生電化學(xué)腐蝕D析氫腐蝕：負(fù)極：__________________________

正極：__________________________總反應(yīng)：_________________________Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2

↑（—）

Fe（+）

Ce—陰離子電解質(zhì)酸性較強(qiáng)負(fù)極：__________________________

正極：__________________________總反應(yīng)：_________________________2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2吸氧腐蝕（—）

Fe（+）

Ce—陰離子電解質(zhì)酸性較弱、中性鐵銹的形成過(guò)程Fe→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O任務(wù)3：分析鋼鐵的腐蝕與防護(hù)關(guān)于金屬腐蝕，你必須知道：腐蝕的本質(zhì)：金屬被氧化腐蝕的分類：鐵銹的主要成分：Fe2O3·xH2O防護(hù)方法化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕—直接反應(yīng)—原電池(腐蝕電流)更普遍吸氧腐蝕析氫腐蝕—中性、堿性、弱酸性—酸性（反應(yīng)式）①覆蓋②改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)(不銹鋼)③電化學(xué)防護(hù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法鋅鋼鐵天然水天然水石墨鋼鐵e—e—（—）

（+）

得電子受保護(hù)的電極（+）

（—）

（陽(yáng)）

（陰）

③電化學(xué)防護(hù)鞏固4：結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是A.Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù)B.Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是

Fe－2e－＝Fe2＋

C.Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是

O2＋2H2O＋4e－＝4OH－D.Ⅰ和Ⅱ中總反應(yīng)均生成

Fe2＋A小結(jié)原電池裝置首先應(yīng)找準(zhǔn)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)理解原電池原理可從“負(fù)極失電子被氧化”入手內(nèi)電路中離子的遷移應(yīng)從“電子帶負(fù)電”入手【練習(xí)4】（雙選）鉛蓄電池的總反應(yīng)式為：據(jù)此判斷下列敘述正確的是A．放電時(shí)，H2SO4

濃度增加B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Pb+SO42-–2e—

=PbSO4

C．在充電時(shí)，電池中每轉(zhuǎn)移1mol電子，理論上生成1mol硫酸D．在充電時(shí)，陰極發(fā)生的反應(yīng)是PbSO4－2e－＋2H2O＝PbO2＋SO42－＋4H＋B任務(wù)4：分析鉛蓄電池放電充電（—）Pb（+）PbO2H2SO4H2SO4PbPbO2e—e—負(fù)極：正極：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4(s)＋2H2O陰極：陽(yáng)極：PbSO4(s)＋2H2O－2e－=PbO2(s)＋4H＋＋SO42－總反應(yīng)：2PbSO4(s)＋2H2O=Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4Pb＋SO42－－2e－=PbSO4(s)PbSO4(s)＋2e－=Pb(s)＋