课件20张PPT。化学能与电能的转化(一)化学能转化为电能能量转化化学能电能化学能转变为电能的装置三菱汽车工业通过在微
型面包车配备美国戴姆
勒·克莱斯勒的燃料电池
系统,试制成功了燃料
电池车。燃料电池的应用化学能转变为电能的装置铅蓄电池对于各种后备电源、便携
小型设备和应急照明系统
来说,小型密封式铅蓄电
池是最理想的电源。它具
有全密封、免维护、高能
量及长寿命等优点。化学能转变为电能的装置锂电池一个标准的9v碱性电池
正在给掌上电脑内部的
锂电池充电活动与探究1.实验现象2.离子方程式锌表面有气泡产生,铜表面无明显现象Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑1.反应中,哪种物质失电子,哪种物质得电子?
2.Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中H+的?
3.什么方法可使Zn与H+分开,不让H+直接在Zn表
面得电子?思考活动与探究1.实验现象2.离子方程式大量气泡从铜片逸出,锌片部分溶解
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑1.H+得到的电子是Cu失去的吗?
2.在这个过程中Cu起什么作用?
3.你怎样才能知道导线中有电子通过?思考活动与探究1.实验现象2.现象解释锌表面无气泡,铜表面有气泡,电流表发生偏转。
电子由Zn --- 导线 --- 铜片--- H+ 定向移动产生
电流,故电流表的指针发生偏转
你认为这个过程能量是如何转化的?思考根据铜锌原电池,完成下表Zn-2e-=Zn2+氧化反应负极2H++2e-=H2↑还原反应正极Zn+ 2H+=Zn2++H2↑思考(一):如何判定装置的正、负极?判断下列装置里,电流表的偏转情况,并解释原因区别:两极材料不同解释:必须要有两种活泼性不同的金属(或非金属)作电极区别:溶液不同解释:电极材料必须均 插入电解质溶液中区别:不同容器解释:两极必须相连形成闭合电路
思考(二):原电池构成的条件有哪些?1.有两种活泼性不同的金
属(或非金属)作电极2.电极材料均插入
电解质溶液中3.两极相连形成闭合电路资料:钢铁的电化学腐蚀负极(铁):2Fe - 4e- = 2Fe2+正极(碳):2H2O + O2 + 4e- = 4OH-总的电极反应式:4Fe(OH)2 + O2 + 4e-= 4Fe(OH)3小结原电池的工作原理
原电池的正、负极和电子流动方向的判断
(对应电极发生氧化还原反应的判断,以及电极活泼性的判断)
形成原电池的条件
原电池的电极反应式
巩固练习1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( )C2.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( )
A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的 PH( )
A.不变 B先变大后变小
C逐渐变大 D.逐渐变小
BC4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡,b、d相连时,b上有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )
A.a > b > c > d B.a > c > d > b
C.c > a > b .> d D.b > d > c > aB5.科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料,依靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作,回答下列问题
(1)负极材料是______
电极反应式是____________________
(2)正极材料是______
电极反应式是___________________
Zn2Zn - 4e- = 2Zn2+PtO2+2H2O + 4e- =4OH-课件12张PPT。化学能与电能的转化(三)电能转化成化学能电解饱和食盐水2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2 ↑ +Cl2 ↑通电电解的原理使电流通过电解质溶液
而在阴,阳两极引起氧化
还原反应电解池把电能转化为化学能的装置
构成条件:
1.与外加电源相连的两个电极2.有电解质溶液或熔融电解质3.形成闭合回路电解池把电能转化为化学能的装置
构成条件:
1.与外加电源相连的两个电极2.有电解质溶液3.形成闭合回路电极名称和电极反应与电源负极相连的电极叫阴极,阴极:电子流入,发生还原反应
2H+ + 2e- = H2↑(还原反应)
与电源正极相连的电极叫阳极,阳极:电子流出,发生氧化反应
2Cl- - 2e- = Cl2↑(氧化反应)观察与思考电解饱和CuCl2溶液仔细观察阴阳电极的现象,
并记录在课本上现象及解释与电源负极相连的石墨棒的
表面上生成了红色的固体,湿
润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑(氧化反应)阴极:Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应) 总反应:CuCl2 = Cu+Cl2↑通电电解在工业生产中的应用1.电镀
2.制活泼金属和非金属精炼金属阳极:Cu (粗铜) - 2e- = Cu2+ (氧化反应)Zn - 2e- = Zn2+ 、Fe - 2e- = Fe2+阴极:Cu2+ + 2e- = Cu (精铜)
(还原反应)精炼金属在电解过程中,作为阳极的粗铜
不断溶解,铜在阴极上不断地析
出,结果使粗铜变为精铜,其纯
度可达99.9%。形成的阳极泥中
金、银、铂的含量较高,从中可
提取这些贵金属。原电池和电解池的比较无外接电源有外接直流电源化学能转成电能电能转为化学能正极 负极阳极 阴极由电极材料决定,较活泼的是负极,较不活泼的是正极接电源正极为阳极,
接电源负极为阴极负极----氧化反应正极----还原反应阳极----氧化反应阴极----还原反应课件20张PPT。化学能与电能的转化(二)化学电源知识回顾原电池的工作原理
原电池的正、负极和电子流动方向
形成原电池的条件
原电池的电极反应式
活动探究一
利用生活中的材料制作简易电池化学电源利用原电池的反应原理(将化学能转化成
电能),在生产生活中的实际应用(化学电源)常见化学电源电池一次电池二次电池燃料电池锌锰干电池(一次电池)锌筒石墨棒MnO2和CNH4Cl、ZnCl2 和 H2O等特点:价格便宜,电量较好,
储存时间长,温度适应条件好,
用途广泛锌锰干电池电极反应式负极:Zn- 2e- +2NH3=[Zn(NH3)2]2+正极:2MnO2+2NH4+ + 2e-=2MnO(OH)+2NH3银锌纽扣电池(二次电池)特点: 银锌电池体积小、
重量轻,容量比普通的干电
池大得多,电流大,放电电
压平稳 ,广泛用于小型电子
计算器、高级仪表、宇航、
火箭、潜艇等方面。
银锌纽扣电池电极反应式负极:Zn+2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极:Ag2O + H2O +2e- = 2OH- + 2Ag铅蓄电池(二次电池)电池在放电时,金属铅是负极,
发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;
二氧化铅是正极,发生还原反应,
被还原为硫酸铅。电池在用直流
电充电时,两极分别生成铅和二
氧化铅。移去电源后,它又恢复
到放电前的状态,组成化学电池。
铅蓄电池是能反复充电、放电的
电池,也叫做二次电池。 铅蓄电池电极反应式负极:Pb - 2e- + SO4 2 - =PbSO4正极:PbO2+ 4H+ + SO42 - + 2e- = PbSO4 +2H2O镍氢电池(二次电池)镍氢电池采用Ni氧化物作为正极,
贮氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)
作为电解液 负极:Ni(OH)2 – e- + OH- → NiOOH + H2O 正极:MHn + ne- → M + n/2H2 电池的不合理使用对环境的危害! 有关资料显示,一节一号电池烂在地里,能使1万方米的土壤永久失去利用价值;一粒纽扣电池可使600吨水无法饮用,相当于一个人一生的饮水量。对电池污染治理刻不容缓
1.回收旧电池
2.使用新型无污染电池氢氧燃料电池燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质
全部贮藏在电池内,而是在工作时不
断从外界输入氧化剂和还原剂,同时
将电极反应产物不断排出电池。它是
把能源中燃料燃烧反应的化学能直接
转化为电能的“能量转换器”。氢氧燃料电池电极反应式负极:2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O
正极:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-总反应:O2+2H2=2H2O海水电池1991年,我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池,用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池”高20~50倍。电极反应式为:
负极:4Al - 12e- = 4Al 3+正极:3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -电池总反应:4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3↓活动与探究二思考:1.按下开关S1,为什么会产生气泡2.断开开关S1,按下开关S2,
会出现什么现象现象解释按下开关S1,接通电源,Na2SO4
溶液中的水杯电解,在左边多孔电
极上生成氢气,右边多孔电极上生
成氧气2H2O 2H2 ↑ +O2 ↑ 哪来气泡?通电现象解释断开开关S1,按下开关S2后,
氢气、氧气、多孔电极、电解
质溶液构成了氢氧燃料电池。断开开关S1,为什么
二极管还能发光?负极:2H2 - 4e- = 4H+正极:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-总反应:O2+2H2 = 2H2O小结1.能够判断生活中的一些材料组合在一起能否形成化学电源
2.了解常见的化学电源以及他们在生产生活等方面的应用
3.掌握几种化学电池的反应原理及电极反应式
(如铅蓄电池,氢氧燃料电池)
4.了解化学电源的对环境的污染,以及防止污染的措施