6.2.1第二節(jié)原電池化學(xué)電源

第二節(jié)原電池化學(xué)電源一、原電池的定義及形成條件1、定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置2、形成條件：1）活潑性不同的兩個(gè)電極2）電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)3）導(dǎo)線連接閉合回路4）能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)考點(diǎn)一原電池原理

2.兩個(gè)電極3.電子導(dǎo)體1.電極反應(yīng)物——導(dǎo)線——傳導(dǎo)電荷的電解質(zhì)——導(dǎo)電的固體——在兩極上分別自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)閉合回路4.離子導(dǎo)體二、原電池的工作原理1.電極反應(yīng)：正極(Cu):Cu2++2e-====

Cu負(fù)極(Zn):Zn-2e-====Zn2+2、電池總反應(yīng)：Zn+Cu2+====Zn2++Cu3、電子移動(dòng)方向：5、離子移動(dòng)方向：負(fù)極→正極陽離子→正極,陰離子→負(fù)極4、電流移動(dòng)方向：正極→負(fù)極7、轉(zhuǎn)移電子數(shù):正極>負(fù)極

通過橋或膜移動(dòng)的離子所帶的電荷數(shù)6、電勢(shì)：電子不下水離子不上岸負(fù)升失氧正降得還判斷依據(jù)負(fù)極正極金屬活動(dòng)性電子流向電流流向離子移動(dòng)方向反應(yīng)類型反應(yīng)現(xiàn)象金屬活動(dòng)性強(qiáng)金屬活動(dòng)性弱電子流出電子流入電流流入電流流出陰離子流向陽離電子流向氧化反應(yīng)還原反應(yīng)質(zhì)量減少有氣體、增重三、設(shè)計(jì)原電池設(shè)計(jì)成兩個(gè)雙液原電池（帶鹽橋），畫出裝置圖并寫出電極反應(yīng)式。Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2CuCCuCl2

FeCl3負(fù)極(Cu)：Cu-2e-=Cu2+正極(Pt或C)：2Fe3++2e-=2Fe2+2Fe3++Fe=

3Fe2+寫離方拆分選材料閉回路鹽橋作用:①形成閉合回路②平衡電荷③避免直接接觸發(fā)生反應(yīng)，提高能量轉(zhuǎn)換率鹽橋物質(zhì):瓊膠和KClKNO3NH4NO3若用銅導(dǎo)線代替鹽橋，結(jié)果如何？四、電極反應(yīng)式書寫方法步驟：1.改成離子方程式2.根據(jù)化合價(jià)變化找正負(fù)極3.根據(jù)反應(yīng)條件寫電極反應(yīng)式2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑負(fù)極：2Al+8OH－–6e-====2[Al(OH)4]－正極：6H2O+6e-====3H2↑+6OH－

Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OSi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑兩燒杯中的電極反應(yīng)式分別為甲：_____________________________，乙：_____________________。5Fe2＋－5e－===5Fe3＋?加鹽酸乙：B中加NaOH溶液下列敘述中正確的是(

)A．甲組操作時(shí)，電流表(A)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．甲組操作時(shí)，溶液顏色變淺C．乙組操作時(shí)，C2做正極D．乙組操作時(shí)，C1上發(fā)生的電極反應(yīng)為I2＋2e－===2I－D化學(xué)電源一次電池二次電池--可充電電池燃料電池只能放電不能充電可反復(fù)充放電氫氧燃料電池鉛蓄電池鋅錳干電池能量利用率高，無污染五、化學(xué)電源五、化學(xué)電源1．堿性鋅錳干電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。負(fù)極：正極：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O。2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－⑴一次電池（鋅錳干電池）酸性:正極誰得電子？MnO2的作用？堿性:產(chǎn)物是什么看信息2MnO2+2NH4++Zn=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+酸性鋅錳干電池Zn–2e-=Zn2+2MnO2+2NH4++2e-=2NH3+H2O+Mn2O3酸性:正極誰得電子？MnO2的作用？題組一通過一次電池理解化學(xué)電源的工作原理1．酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程中產(chǎn)生Mn2O3。該電池的正極反應(yīng)式為

，電池總反應(yīng)的離子方程式為

。2．紐扣式鋅銀電池總反應(yīng)：

。負(fù)極反應(yīng)：

。正極反應(yīng)：

。Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2AgZn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－3．鋰電池8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S。負(fù)極：正極：8Li－8e－===8Li＋4．鉛蓄電池(二次電池)負(fù)極：正極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O陰極：陽極：正逆陽，負(fù)逆陰4．鉛蓄電池(二次電池)1.電極質(zhì)量：2.放電轉(zhuǎn)移電子：3.充電接法：4.放電pH和密度：5.接反后果：負(fù)極：正極：六.“高效、環(huán)境友好”燃料電池1.定義：1.負(fù)極——燃料H2CH3OH正極—氧化劑（氧氣）4.能量利用率高，連續(xù)使用污染小2.特點(diǎn)：2.總式和燃燒時(shí)相同，除堿性條件外不經(jīng)過燃燒直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能3.疏松多孔的石墨（鉑）電極①酸性電解質(zhì)（傳導(dǎo)H＋）：O2＋4e－＋4H＋===2H2O；②堿性電解質(zhì)：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；③熔融氧化物（傳導(dǎo)O2－）：O2＋4e－===2O2－；④熔融的碳酸鹽：O2＋4e－＋2CO2===2CO32-。負(fù)極反應(yīng)式＝電池總反應(yīng)式－正極反應(yīng)式；

消去總反應(yīng)和正極反應(yīng)中的O2。3.燃料電池正極反應(yīng)式特點(diǎn)補(bǔ)充：1.按要求書寫不同“介質(zhì)”下甲醇(CH3OH)燃料電池的電極反應(yīng)式。(1)酸性介質(zhì)，如H2SO4溶液：

負(fù)極：

正極：(4)摻雜Y2O3的ZrO3固體作電解質(zhì)，在高溫下能傳導(dǎo)O2－：

負(fù)極：

正極：(3)熔融鹽介質(zhì)，如K2CO3：

負(fù)極：

正極：(2)堿性介質(zhì)，如KOH溶液：

負(fù)極：

正極：2CH3OH－12e－＋2H2O=2CO2＋12H＋3O2＋12e－＋12H＋=6H2O2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O2CH3OH－12e－＋16OH－=2CO32－＋12H2O3O2＋12e－＋6H2O=

12OH－2CH3OH＋3O2

＋4KOH=2K2CO3＋6H2O2CH3OH－12e－＋6CO32－=8CO2＋4H2O3O2＋12e－＋6CO2=

6CO32－2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O2CH3OH－12e－＋6O2－=2CO2＋4H2O3O2＋12e－=

6O2－2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O電池反應(yīng)：2H2+O2=2H2O③堿性介質(zhì)負(fù)極：正極：②酸性介質(zhì)負(fù)極：正極：

3.燃料電池(1)氫氧燃料電池優(yōu)點(diǎn)能量利用效率高、可連續(xù)使用和污染輕等①中性介質(zhì)負(fù)極：正極：④金屬氧化物介質(zhì)負(fù)極：正極：⑤熔融碳酸鹽介質(zhì)--熔融K2CO3負(fù)極：正極：2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-+2O2-=2H2OO2+4e-=2O2-2H2-4e-+2CO32-=2H2O+2CO2O2+4e-+2CO2=2CO3

2-D七.新型化學(xué)電源4．某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時(shí)電池總反應(yīng)為Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)；負(fù)極：

；正極：

。LixC6－xe－===xLi＋＋C6Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2鋰電池3．鋁-空氣海水電池：以鋁板為負(fù)極，鉑網(wǎng)為正極，海水為電解質(zhì)溶液，空氣中的氧氣與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池總反應(yīng)為4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3；負(fù)極：

；正極：

。4Al－12e－===4Al3＋3O2＋6H2O＋12e－===12OH－5．一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如圖所示)的碳電極。該電池的電解質(zhì)溶液為6mol·L－1的KOH溶液。寫出放電時(shí)的正、負(fù)極電極反應(yīng)式：負(fù)極：

；正極：

。H2－2e－＋2OH－===2H2O2NiO(OH)＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH