第二節(jié) 化學(xué)能與電能(2)

1、原電池小結(jié)：, 原理：將氧化還原的電子轉(zhuǎn)移變成電子的 定向移動形成電流。, 構(gòu)造：按四個條件編排，兩極相連形成閉合回路, 電極名稱：正極和負(fù)極, 電子流向：從負(fù)極流向正極, 電流方向：從正極流向負(fù)極, 極板反應(yīng)：負(fù)極氧化正極還原, 原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)：較活潑的金屬發(fā)生氧化 反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過外電 路流向較不活潑的金屬（正極）,干電池,堿性電池,蓄電池,鋰離子電池,燃料電池,形形色色的電池,二、發(fā)展中的化學(xué)電源,1、干電池,負(fù)極（鋅筒）：,Zn 2e-Zn2+,正極（石墨棒）： 2NH4+2e- +2MnO2= 2NH3+Mn2O3+H2O,2NH4+2e-2NH3+H2,H2

2、+2MnO2Mn2O3+H2O,總反應(yīng)：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl =ZnCl2 + Mn2O3 + 2NH3 +H2O,（-）Zn | NH4Cl | C（+）,2、充電電池（二次電池）,（1）鉛蓄電池：(-)Pb | H2SO4 | PbO2(+),負(fù)極(Pb)：,Pb+SO42-2e-PbSO4,正極(PbO2) ：,PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O,總反應(yīng)方程式為：Pb+PbO2+H2SO42PbSO4+2H2O,思考：若轉(zhuǎn)移2 mol e-,消耗多少H2SO4？ PH怎么變？負(fù)極板質(zhì)量呢？,特點：可逆向進(jìn)行，即充電； 電解液PH增大,討論：人造地球衛(wèi)

3、星用到一種高能電池銀鋅蓄電池，其 電池的電極反應(yīng)為：Zn +2OH2e -=ZnO +H2O， Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH。據(jù)此判斷氧化銀是（ ） A、負(fù)極，并被氧化 B、正極，并被還原 C、負(fù)極，并被還原 D、正極，并被氧化,B,（2）鋰電池 P43,討論：心臟起搏器中使用的新型Li I2電池的反應(yīng)可簡化為： 2 Li I2 = 2 LiI，下列說法中不正確的是 （ ） A負(fù)極反應(yīng)式為：2 Li2e = 2 Li B該電池以含Li的水溶液為電解質(zhì) C該電池負(fù)極材料為金屬鋰 D鋰電池的使用壽命長的原因之一是鋰的摩爾質(zhì)量小， 單位質(zhì)量的電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量(比容量)大,B,特點：“

4、綠色”；容量大； 電解液中不能有水,3、燃料電池：,原理：,兩極材料：惰性材料，只具導(dǎo)電性。,反應(yīng)物不儲存在電池內(nèi)部，外加提供燃料和氧化劑。,兩極判斷：,導(dǎo)電介質(zhì)：,高效、環(huán)境友好。,將燃料和氧化劑(如:O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。,負(fù)極：通入燃料氣的一極 正極：通入O2或空氣的一極,可以是電解質(zhì)溶液，也可以是新型的導(dǎo)離子介質(zhì)。,（1）氫氧燃料電池：,（-）Pt(H2) | KOH | Pt(O2)（+）,負(fù)極：2H2 + 4OH- 4e- 4H2O,正極：2H2O + O2 + 4e- 4OH-,總反應(yīng)：2H2 + O2 2H2O,思考：若介質(zhì)為酸性環(huán)境呢？,負(fù)極：2H2 - 4e-

5、 4H+,正極：O2 + 4e- + 4H+ 2H2O,總反應(yīng)：2H2 + O2 2H2O,堿性/中性： O2 + 4e- + 2H2O 4OH-,酸性： O2 + 4e- + 4H+ 2H2O,正極寫法：,要注意電極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。,討論：有人用鉑作電極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液，又從兩電極分別通CH4和O2，形成燃料電池，該電池中通入甲烷的 鉑為 極，發(fā)生的電極反應(yīng)是 ， 正極的電極反應(yīng)式是 ， 反應(yīng)的總化學(xué)方程式是 。,負(fù),負(fù)極：CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O,變小,總反應(yīng)：CH4+2O2+2OH-CO32-+3H2O,（2）甲烷燃料電池：,思考：若介質(zhì)為堿性環(huán)

6、境呢？,CH4 - 8e- + 2H2O 8H+ + CO2,該電池工作時（放電）溶液的pH值將 。,CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O,2O2 + 8e- + 8H+ 4H2O,正極： 2O2 + 8e- + 4H2O 8OH-,要注意溶液的酸堿性，適當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式兩邊添 加H+、OH-、H2O，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。,（1）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng) （負(fù)氧正還）。 （2）要注意溶液的酸堿性，適當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式兩邊 添加H+、OH、H2O，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。 （3）要注意電極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。,原電池電極反應(yīng)式的書寫注意事項,練習(xí)冊 P3031,

7、討論1：（10安徽）某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+，其基本結(jié)構(gòu)見下圖，電池總反應(yīng)可表示為： 2H2+O2 = 2H2O，下列有關(guān)說法正確的是（ ） A. 電子通過外電路從b極流向a極 B. b極上的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e- = 4OH- C. 每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2 D. H+由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極,D,討論2：1991年我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池作為能源的新型 海水標(biāo)志燈，以海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而 產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會發(fā)出耀眼的白光， 則電源負(fù)極材料為： ，正極材料為： 。 正、負(fù)極反應(yīng)以及總反應(yīng)方程式分別為： 、 , _.,Al,石墨或活潑性比鋁弱 的金屬材料。,4Al12e-4Al3+,3O26H2O12e-12OH-,4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,討論3：電子表中電子計算器的電源常用微型銀鋅原電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時鋅極上的電極反應(yīng)式為：Zn+2OH-2e- = Zn(OH)2；氧化銀電極上的反應(yīng)式為：Ag2O+H2O+2e- = 2Ag+2OH-，總反應(yīng)式為：Ag2O+H2O+Zn = Zn(OH)