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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第3课时 设计原电池 化学电源
学习目标
1 .学会设计简单的原电池。
2.知道常见化学电源的特点
3.借助原电池装置和原理的学习,体会化学能到电能的直接转化,提高模型认知能力。
[联想·质疑]
一、原电池原理的应用
[问题探讨]
提示:将锌片与锡片用导线相连,浸入稀H2SO4中,发现锌片逐渐溶解、锡片表面有气泡产生,即锌作原电池的负极,锡作原电池的正极,可知,金属性:锌>锡。
[归纳·总结]
[知识运用]
C
A
1780年意大利著名生物学家伽伐尼做了如下实验:用一根铜钩插入
死青蛙的脊髓中,再挂在铁栏杆上,当青蛙腿碰到铁栏杆时,就发
生颤抖。善于质疑的意大利物理学家伏打,提出了疑问:为什么只
有青蛙腿与铜器和铁器接触时才发生抽搐?伏打用实验证明,两种
活泼性不同的金属同时接触蛙腿,蛙腿才会抽搐,其原因是构成了原电池,有电流产生。这就是举世闻名的伏打电池的来源。
如图为银锌纽扣电池,其电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为
KOH溶液,总反应为Ag2O+Zn===ZnO+2Ag,其中一个电极反应
为Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-。
[联想·质疑]
二、化学电源
[问题探讨]
提示:正、负材料分别是Ag2O和Zn;根据电池总反应可知,Zn失去电子被氧化,发生氧化反应的是负极材料;Ag2O得电子被还原,发生还原反应的是正极材料。
[归纳·总结]
(2)改进
①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池。
②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH,并在构造上进行改进,制成碱性锌锰电池。
2.二次电池
(1)特点
充电电池又称为二次电池。它在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。
(2)功能
充电电池可实现化学能与电能的相互转化,表示如下:
③工作原理
放电时二氧化铅电极上发生还原反应,铅电极上发生氧化反应。充电时二氧化铅电极上发生氧化反应,铅电极上发生还原反应。
3.燃料电池
(1)含义:燃料电池是一种将燃料(如H2、CH4、乙醇等)和氧化剂(如O2)的化学能直接转化为电能的装置。
(2)特点:清洁、安全、高效等。
(3)举例:氢氧燃料电池中,负极失电子的物质为H2,正极得电子的物质为O2。
电解质溶液 负极 正极
酸性(H+) H2-2e-===2H+ O2+4H++4e-===2H2O
碱性(OH-) H2-2e-+2OH-==2H2O O2+2H2O+4e-===4OH-
氢氧燃料电池在不同的介质中的总反应相同,均为2H2+O2===2H2O。但正、负极反应与电解质溶液有关,正、负极反应归纳如下:
[知识运用]
C
BC
D
C
[归纳·总结]
三、原电池电极反应式的书写
B
[知识运用]
C
B
本节内容结束