1、 (氧化还原反应) 化学电池2.化学电源: 化学能 电能 原电池的原理 (氧化还原反应) 原 电 池能量转换(实质) 化学 能 电 能的装置。(两极分别发生氧化还原反应,产生电流)锌铜原电池电极名称 负 极(电子流出的一极) 正 极(电子流入的一极)材料 较活泼金属(Zn)较不活泼金属(Cu) 金属(Fe)非金属(C) 金属(Pb)金属氧化物(PbO2)电解液通常和 电极 反应。构成条件两极、一液、一线、一反应 两个活泼性 不同 的 金属 电解质溶液 电极用导线相连并插入电解液 能自发地进行一个氧化还原反应 负极(Zn):Zn - 2e- = Zn2+(氧化反应) 正极(Cu):2H+ + 2
2、e- = H2(还原反应) 总反应:Zn+2H+=Zn2+H2该氧化还原反应的化学能转变为电能。离子迁移池内阳离子向 正 极作定向移动 ,阴离子向 负 极作定向移动 。(池内)电流:由 负 极 到 正 极 。电子迁移 (池外)电子流动:由 负 极到 正 极(池外)电流:由 正 极 到 负 极 。重要应用制作电池、防止金属被腐蚀、提高化学反应速率干电池、铅蓄电池、新型高能电池、 第二节 化学能与电能 (第2课时)在获得原电池概念和组成条件的基础上,能设计出一些原电池实验,学习实验研究的方法。1. 在探究设计原电池实验的过程中,学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳
3、、概括等方法对信息进行加工。2. 能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控,提高自主学习化学的能力。1有参与化学科技活动的热情,有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。2赞赏原电池对个人生活和社会发展的贡献,关注能源问题,逐步形成可持续发展的思想。实验探究的基础上认识原电池的组成及应用。对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思多媒体课件、投影仪复习 师:请一位同学总结原电池的重要知识点生:原电池概念:将化学能转化为电能的装置叫做原电池。.原电池的构成条件: 有两种活动性不同的金属(或非金属单质)作电极。 电极材料均插入电解质溶液中。 两
4、极相连形成闭合电路。生2.原电池化学反应本质:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)二、发展中的化学电源:几种常见电池和新型燃料电池1.干电池 2.充电电池 3.燃料电池 归纳如下表:化 学 反 应特 点锌锰电池(一次电池)负极:(锌筒):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极:(碳棒):2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2OZn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2锌银电池 Zn|KOH|Ag2O Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2O
5、H-Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2能量大,体积小,但有优越的大电池放电性能,放电电压平稳,广泛用于电子表、石英钟、计算机CMOS电池等铅蓄电池 (充电电池) Pb-2e-+SO42-=PbSO4 PbO2+4H+2e-+SO42-=PbSO4+2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O锂电池新型电池(充电电池 Li e-=Li+ MnO2+2e-=MnO2- Li+ MnO2=LiMnO2温度使用范围广,放电电压平坦,体积小,无电解液渗漏,并且电压随放电时间缓慢下降,可预示电池使用寿命。适做心脏起搏器电源、高性能的手机和笔记本
6、电脑电池等。燃池氢氧燃料电池碱性电池:电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液: 2H2 4e- + 4OH-= 4H2O O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-酸性电池:电解质溶液为硫酸溶液: 负极: 2H2 4e-= 4H+ O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O反应物不是贮存在电池内部,而是由外设装备提供燃料和氧化剂。产物是水,无污染。一种高效、环境友的发电装置。甲烷燃料电池电解质溶液为氢氧化钾溶液: CH4 + 10OH- -8e- = CO32- + 7H2O2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O 水果电池 原电池
7、锌锰干电池 铅蓄电池构造示意图氢氧燃料电池构造示意图 锂离子电池第3页(共9页)【随堂练习】1下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是 -( A )2.A、B、C都是金属:B中混有C时,只有C能被盐酸溶解;A与B组成原电池时,A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序为-( C )AABC BACBCCBA DBCA 3.下列说法正确的是-(CD) A原电池是把电能转化为化学能的装置 B原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应 C原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应 D形成原电池后,原电池中的阳离子向正极移动4. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的
8、镉镍电池。氢镍电池的总反应式是 判断,下列叙述中错误的是-(AB ) A电池放电时,电池负极周围溶液的pH值不断增大 B电池放电时,镍元素被氧化 C电池充电时,氢元素被还原 D电池放电时,H2是负极5. 把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,c为负极;a、c相连时,c为正极;b、d相连时,b为正极,则这四种金属活动性顺序由大到小为-( B ) Aa b c d Ba d b Cc a d Db a 6.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是-( B )A利用电池外壳
9、的金属材料 B防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D回收其中石墨电极7.下列变化中与原电池反应有关的是-(BD)A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护膜B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 第4页(共9页)D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速8.下列装置能构成原电池的是-(AC) 9.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是-( D )A把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B碳棒取下洗净用
10、作电极C把铜帽取下洗净回收利用 D电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥用10.实验室中欲制氢气,最好的方法是 -( D )A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应 D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应 11.铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成 -(AC)A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.锌铆钉 D.锡铆钉 12.原电池是一种 化学能转变为电能 装置。在原电池中,较活泼的金属发生 氧化 反应,是 负_极;活动性较差的金属上发生 还原 反应,是_ 正 _极。13.电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH,其电极反应式为:Zn + 2OH = ZnO + H2O + 2e Ag2O + H2O + 2e = 2Ag + 2OH 电池的负极是_ Zn _,正极发生的是_还原 _反应(反应类型),总反应式为_ Zn + _ Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2 。14.现有A、B、C、D四种金属,把A、B分别浸入稀硫酸中,产生气泡都很慢;把C、D分别浸入稀硫酸中,产生气泡都很快;把A、B用导线连接浸入稀硫酸中时,A上有气泡析出;把C浸入D的硝酸盐溶液中,C的表面
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