化学能变成电能—电池
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课件30张PPT。第3节
化学能转化为电能----电池练习1请根据在化学必修2中所学原电池有关知识，
填空：
右图是一个 池，其中Zn
为 极，Cu为 极，电极反应
分别是
Zn: ,
Cu: ；
总反应方为 。
该装置将 能转化为 能。
请在右图上标出正负极名称和电子的流动方向。复习与回顾CuSO4溶液下列可构成原电池的是（ ）课堂练习1B思考：1、总结原电池的构成条件
2、若要使装置D形成原电池，如何改造？原电池的构成条件1：活泼性不同的两个电极
2：电解质溶液
3：形成闭合回路
4、自发的氧化还原反应观察与思考1、盐桥有什么作用？
2、盐桥插入前，指针是否偏转？盐桥插入后呢？
3、通过本次活动，你对原电池有了哪些新的认识？盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移
动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子
不断从Zn极流向Cu极，使电流持续传导。Zn→Zn2++2e-Cu2++2e-→Cu总反应：Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu原电池的氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，两个原电池装置本质上是完全相同的。 下列说法正确的是( ) A.铜锌原电池中，铜作负极 B. 用导线将a，c相连组成原电池，电流由c经 导线流向a，则a做负极 C. 在原电池中，阳离子往负极移动 D. 用导线将铜、锌相连,并浸入硫酸铜溶液中组成原电池，锌逐渐溶解，铜片上有红色物质析出
E. 用导线将铜、锌相连，并浸入硫酸中组成原电池，锌片逐渐溶解，铜片附近有气泡产生
F.发生氧化反应的那一极为正极根据以上练习，总结原电池两极的判断方法BDE课堂练习2原电池两极的判断方法：电流：正极→负极 电子：负极→正极一般，电极变细的为负极，有气泡产生或变粗的为正极负极：氧化反应，正极：还原反应。阳离子移向正极，阴离子移向负极一般，相对活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。请将右式所表示的氧化还原反应设计成一个原电池：2Fe3+ +Cu ==Cu2++2Fe2+
画出装置图，标出电极材料，指出正负极，
注明外电路中电子的流向，写出两个电极上的电极反应。课堂练习3普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑
专用电池 摄像机
专用电池 “神六”用
太阳能电池化学与生活密切相关※3、燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。2、可充电电池 二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。如铅蓄电池1、一次电池 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。二、化学电源能够实际应用的原电池化学电源分类酸性锌锰干电池
负极材料：
正极材料：
电解质：Zn 锌筒石墨棒MnO2和C酸性锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 等1. 一次电池（锌锰干电池） 目前常见的一次锌锰干电池分为 性和 性两种.酸碱 MnO2，CNH4Cl ,ZnCl2电极反应：缺点：存放时间短、放电后电压下降快等。2MnO2+2NH4++ Zn=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+电池反应：电池反应：电极反应：碱性锌锰干电池
负极材料：
正极材料：
电解质：Zn MnO2，CKOH溶液2、二次电池（铅蓄电池）负极材料：
正极材料：
电解质：PbPbO2H2SO4电极反应： 放电是原电池原理； 充电是电解原理与经典电池（干电池、蓄电池）相比，燃料电池具有哪些优点？3、燃料电池能量转化率高;无污染;燃料来源广;可连续工作。如：氢氧燃料电池
甲醇燃料电池
甲烷燃料电池等氢氧燃料电池电池反应为： 燃料电池优点:能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点碱性氢氧燃料电池:酸性氢氧燃料电池:正极：2H2 → 4H+ + 4e-
负极：O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O电池反应：2H2+O2==2H2O1、某可充电的锂离子电池以LiMn2O2为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+ LiMn2O4= Li2Mn2O4 。下列说法正确的是（ ）
A.放电时， LiMn2O4发生氧化反应
B.放电时,正极反应:Li++ LiMn2O4+e- →Li2Mn2O4
C.充电时， LiMn2O4发生氧化反应
D.充电时，阳极反应为： Li++ e- → Li
B【课堂练习】2、如图是2004年批量生产的
笔记本电脑所用的甲醇燃料电
池的结构示意图。甲醇在催化
剂作用下提供质子(H+)和电子。
电子经外电路、质子经内电路
到达另一极与氧气反应。
电池总反应式为：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。
下列说法中正确的是（ ）
A．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇
B．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气
C．负极的反应式为： CH3OH + H2O →CO2+ 6H+ + 6e-
D．电池的正极反应式为： O2+2H2O+4e- →4OH-AC金属阳离子失e-被氧化化学腐蚀电化学腐蚀（常见普遍）金属原子金属腐蚀的本质：三、金属的腐蚀与防护1、金属腐蚀： 金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。金属腐蚀的类型：2 化学腐蚀定义：金属与氧化剂直接接触而被腐蚀举例：
铜在高温下被空气中氧气氧化而变黑；
做饭用的铁锅天长日久越用越薄等3 电化学腐蚀当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿的空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生腐蚀，这种腐蚀就是电化学腐蚀。金属腐蚀的原理CuCuFeFe2+2e-OH-H2OO2Fe→Fe2++2e负极：(Fe)正极：(Cu)电解质溶液：空气中的SO2 , CO2溶于水膜中O2+2H2O+4e-→4OH-2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2电池总反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3后续反应：Fe2O3 · nH2O（铁锈）析氢腐蚀吸氧腐蚀负极： Fe → Fe2+ + 2e- 正极： 2H++ 2e- →H2 ↑正极： O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-负极： Fe → Fe2+ + 2e- Fe + 2 H+ == Fe2+ +H2↑ 负极正极4. 析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2O? H2CO3 ? H++HCO 3- 电极反应负极Fe(- )Fe→Fe2++2e2Fe→2Fe2++4e-
正极C(+)2H++2e→H2↑O2+2H2O+4e→4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++ H2↑2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系㈡钢铁腐蚀的防护：改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。⒈2.金属表面覆盖保护层3.电化学保护法原理：原理 ：如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化
物薄膜）作保护层。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。——牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。牺牲阳极的阴极保护法示意图练 习1。 如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极： ； 若液面下降，则溶液呈 性，发生
腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe-→Fe2++2eO2+2H2O+4e-→4OH－酸性析氢Fe→Fe2++2e-2H++2e-→H2↑ 2、分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）铁棒上的电极反应式为：
（2）碳棒上的电极反应式为：
（3）溶液中发生反应的化学方程式：
3、镍—镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电A. Cd, （ A ）B. NiO(OH), D. Ni(OH)2C. Cd(OH)22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-→4OH-2Fe→2Fe2++4e-4.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜
〔(CH3COO)2Cu〕，将产生两种影响生成速率的因素，其
一是： ，
其二是：
；5.有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率。Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率原电池小结定义形成条件正负极名称和电子流向判断工作原理（氧还反应，熟写电极反应式）应用分析各种电池。比较金属活动性强弱比较反应速率比较金属腐蚀的快慢判断溶液pH变化金属的腐蚀和防护原电池腐蚀（定义、本质、类型）腐蚀防护（常见三种方法）（从活泼性比较、电子得失、氧还反应等多角度判断）题型（记住）
化学能转化为电能----电池练习1请根据在化学必修2中所学原电池有关知识，
填空：
右图是一个 池，其中Zn
为 极，Cu为 极，电极反应
分别是
Zn: ,
Cu: ；
总反应方为 。
该装置将 能转化为 能。
请在右图上标出正负极名称和电子的流动方向。复习与回顾CuSO4溶液下列可构成原电池的是（ ）课堂练习1B思考：1、总结原电池的构成条件
2、若要使装置D形成原电池，如何改造？原电池的构成条件1：活泼性不同的两个电极
2：电解质溶液
3：形成闭合回路
4、自发的氧化还原反应观察与思考1、盐桥有什么作用？
2、盐桥插入前，指针是否偏转？盐桥插入后呢？
3、通过本次活动，你对原电池有了哪些新的认识？盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移
动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子
不断从Zn极流向Cu极，使电流持续传导。Zn→Zn2++2e-Cu2++2e-→Cu总反应：Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu原电池的氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，两个原电池装置本质上是完全相同的。 下列说法正确的是( ) A.铜锌原电池中，铜作负极 B. 用导线将a，c相连组成原电池，电流由c经 导线流向a，则a做负极 C. 在原电池中，阳离子往负极移动 D. 用导线将铜、锌相连,并浸入硫酸铜溶液中组成原电池，锌逐渐溶解，铜片上有红色物质析出
E. 用导线将铜、锌相连，并浸入硫酸中组成原电池，锌片逐渐溶解，铜片附近有气泡产生
F.发生氧化反应的那一极为正极根据以上练习，总结原电池两极的判断方法BDE课堂练习2原电池两极的判断方法：电流：正极→负极 电子：负极→正极一般，电极变细的为负极，有气泡产生或变粗的为正极负极：氧化反应，正极：还原反应。阳离子移向正极，阴离子移向负极一般，相对活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。请将右式所表示的氧化还原反应设计成一个原电池：2Fe3+ +Cu ==Cu2++2Fe2+
画出装置图，标出电极材料，指出正负极，
注明外电路中电子的流向，写出两个电极上的电极反应。课堂练习3普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑
专用电池 摄像机
专用电池 “神六”用
太阳能电池化学与生活密切相关※3、燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。2、可充电电池 二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。如铅蓄电池1、一次电池 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。二、化学电源能够实际应用的原电池化学电源分类酸性锌锰干电池
负极材料：
正极材料：
电解质：Zn 锌筒石墨棒MnO2和C酸性锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 等1. 一次电池（锌锰干电池） 目前常见的一次锌锰干电池分为 性和 性两种.酸碱 MnO2，CNH4Cl ,ZnCl2电极反应：缺点：存放时间短、放电后电压下降快等。2MnO2+2NH4++ Zn=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+电池反应：电池反应：电极反应：碱性锌锰干电池
负极材料：
正极材料：
电解质：Zn MnO2，CKOH溶液2、二次电池（铅蓄电池）负极材料：
正极材料：
电解质：PbPbO2H2SO4电极反应： 放电是原电池原理； 充电是电解原理与经典电池（干电池、蓄电池）相比，燃料电池具有哪些优点？3、燃料电池能量转化率高;无污染;燃料来源广;可连续工作。如：氢氧燃料电池
甲醇燃料电池
甲烷燃料电池等氢氧燃料电池电池反应为： 燃料电池优点:能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点碱性氢氧燃料电池:酸性氢氧燃料电池:正极：2H2 → 4H+ + 4e-
负极：O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O电池反应：2H2+O2==2H2O1、某可充电的锂离子电池以LiMn2O2为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+ LiMn2O4= Li2Mn2O4 。下列说法正确的是（ ）
A.放电时， LiMn2O4发生氧化反应
B.放电时,正极反应:Li++ LiMn2O4+e- →Li2Mn2O4
C.充电时， LiMn2O4发生氧化反应
D.充电时，阳极反应为： Li++ e- → Li
B【课堂练习】2、如图是2004年批量生产的
笔记本电脑所用的甲醇燃料电
池的结构示意图。甲醇在催化
剂作用下提供质子(H+)和电子。
电子经外电路、质子经内电路
到达另一极与氧气反应。
电池总反应式为：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。
下列说法中正确的是（ ）
A．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇
B．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气
C．负极的反应式为： CH3OH + H2O →CO2+ 6H+ + 6e-
D．电池的正极反应式为： O2+2H2O+4e- →4OH-AC金属阳离子失e-被氧化化学腐蚀电化学腐蚀（常见普遍）金属原子金属腐蚀的本质：三、金属的腐蚀与防护1、金属腐蚀： 金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。金属腐蚀的类型：2 化学腐蚀定义：金属与氧化剂直接接触而被腐蚀举例：
铜在高温下被空气中氧气氧化而变黑；
做饭用的铁锅天长日久越用越薄等3 电化学腐蚀当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿的空气里或与电解质溶液接触时，由于形成原电池而发生腐蚀，这种腐蚀就是电化学腐蚀。金属腐蚀的原理CuCuFeFe2+2e-OH-H2OO2Fe→Fe2++2e负极：(Fe)正极：(Cu)电解质溶液：空气中的SO2 , CO2溶于水膜中O2+2H2O+4e-→4OH-2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2电池总反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3后续反应：Fe2O3 · nH2O（铁锈）析氢腐蚀吸氧腐蚀负极： Fe → Fe2+ + 2e- 正极： 2H++ 2e- →H2 ↑正极： O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-负极： Fe → Fe2+ + 2e- Fe + 2 H+ == Fe2+ +H2↑ 负极正极4. 析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以吸氧腐蚀更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。CO2+H2O? H2CO3 ? H++HCO 3- 电极反应负极Fe(- )Fe→Fe2++2e2Fe→2Fe2++4e-
正极C(+)2H++2e→H2↑O2+2H2O+4e→4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++ H2↑2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系㈡钢铁腐蚀的防护：改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。⒈2.金属表面覆盖保护层3.电化学保护法原理：原理 ：如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化
物薄膜）作保护层。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。——牺牲阳极的阴极保护法形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。牺牲阳极的阴极保护法示意图练 习1。 如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生
腐蚀,电极反应式为：负极： ,
正极： ； 若液面下降，则溶液呈 性，发生
腐蚀，电极反应式为：负极：
正极： 。（2）中性或碱性 吸氧Fe-→Fe2++2eO2+2H2O+4e-→4OH－酸性析氢Fe→Fe2++2e-2H++2e-→H2↑ 2、分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）铁棒上的电极反应式为：
（2）碳棒上的电极反应式为：
（3）溶液中发生反应的化学方程式：
3、镍—镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电A. Cd, （ A ）B. NiO(OH), D. Ni(OH)2C. Cd(OH)22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-→4OH-2Fe→2Fe2++4e-4.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜
〔(CH3COO)2Cu〕，将产生两种影响生成速率的因素，其
一是： ，
其二是：
；5.有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。H+与CH3COO－结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率。Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率原电池小结定义形成条件正负极名称和电子流向判断工作原理（氧还反应，熟写电极反应式）应用分析各种电池。比较金属活动性强弱比较反应速率比较金属腐蚀的快慢判断溶液pH变化金属的腐蚀和防护原电池腐蚀（定义、本质、类型）腐蚀防护（常见三种方法）（从活泼性比较、电子得失、氧还反应等多角度判断）题型（记住）