新人教版2015高中化學(xué)選修（4）全冊教案整理版

新人教版 2015 高中化學(xué) 選修（ 4）全冊教案 緒言 一學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1 學(xué)習(xí)化學(xué)原理的目的 2：化學(xué)反應(yīng)原理所研究的范圍 3：有效碰撞、活化分子、活化能、催化劑 二學(xué)習(xí)過程 1：學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的目的 1） 化學(xué)研究的核心問題是：化學(xué)反應(yīng) 2） 化學(xué)中最具有創(chuàng)造性的工作是：設(shè)計(jì)和創(chuàng)造新的分子 3） 如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程？ 通常是利用已發(fā)現(xiàn)的原理來進(jìn)行設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程，所以我們必須對(duì)什么要清楚才能做到，對(duì)化學(xué)反應(yīng)的原理的理解要清楚，我們才能知道化學(xué)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的，為什么有的反應(yīng)快、有的反應(yīng)慢，它遵循怎樣的規(guī)律，如何控制化學(xué) 反應(yīng)才能為人所用！這就是學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的目的。 2：化學(xué)反應(yīng)原理所研究的范圍是 1） 化學(xué)反應(yīng)與能量的問題 2） 化學(xué)反應(yīng)的速率、方向及限度的問題 3） 水溶液中的離子反應(yīng)的問題 4）電化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí) 3：基本概念 1）什么是有效碰撞？ 引起分子間的化學(xué)反應(yīng)的碰撞是有效碰撞，分子間的碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件，有效碰撞是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的充分條件，某一化學(xué)反應(yīng)的速率大小與，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)有關(guān) 2）什么是活化分子？ 具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞的分子是活化分子，發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化 分子的碰撞不一定是有效碰撞。有效碰撞次數(shù)的多少與單位體積內(nèi)反應(yīng)物中活化分子的多少有關(guān)。 3）什么是活化能？ 活化分子高出反應(yīng)物分 子平均能量的部分是活化能，如圖 活化分子的多少與該反應(yīng)的活化能的大小有關(guān)， 活化能的大小是由 反應(yīng)物分子的性質(zhì)決定，（內(nèi)因）活化能越小則一般分子成為活化分子越容易，則活化分子 越多，則單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞越多，則反應(yīng)速率越快。 4） 什么是 催化劑？催化劑是能改變 化學(xué)反應(yīng)的速率，但反應(yīng)前后本身性質(zhì)和質(zhì)量都不改變的物質(zhì)，催化劑作用 :可以降低化學(xué)反 應(yīng)所需的活化能 ,也就等于提高了活化分子的百分?jǐn)?shù) ,從而提高了有效碰撞的頻率 .反應(yīng)速率 大幅提高 . 5）歸納總結(jié)：一個(gè)反應(yīng)要發(fā)生一般要經(jīng)歷哪些過程？ 1、 為什么可燃物有氧氣參與，還必須達(dá)到著火點(diǎn)才能燃燒？ 2、催化劑在我們技術(shù)改造和生產(chǎn)中，起關(guān)鍵作用，它主要作用是提高化學(xué)反應(yīng)速率，試想一下為什么催化劑能提高反應(yīng)速率？ 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化（第一課時(shí)） 一學(xué)習(xí)目標(biāo) : 反應(yīng)熱 ,焓變 二學(xué)習(xí)過程 1:引 言 :我們知道：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中，除了生成了新物質(zhì)外，還有 思考 1、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng)？能作一個(gè)簡單的 總結(jié)嗎？ 活潑金屬與水或酸的反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng) 反應(yīng)物具有的總能量 生成物具有的總能量 2、你所知道的化學(xué)反應(yīng)中有哪些是吸熱反應(yīng)？能作一個(gè)簡單的總結(jié)嗎？ 多數(shù)的分解反應(yīng)、氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)、水煤氣的生成反應(yīng)、炭與二氧化碳生成一氧化碳 反應(yīng)物具有的總能量 降低溫度 m+n V 變小 增大壓強(qiáng) 減小壓強(qiáng) m+n=p+q 加入惰性氣體 V 不變 = V 變大 = V 變小 增大壓強(qiáng) 減小壓強(qiáng) m+np+q 加入惰性氣體 V 不變 = V 變大 S（ l） S（ s） 6、熵變（ S）： S=反應(yīng)物總熵 生成物總熵 7、反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法： H TS0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 講解在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向。放熱反應(yīng)的焓變小于零，熵增加反應(yīng)的熵變大于零，都對(duì) H TS10-7 c（ OH ） 10-14 酸性 氫氧化鈉 加 NaOH， c（ OH ）增大，平衡左移 10-7 c（ H+） c（ OH ）， c（ H+） 1 10-7mol/L 堿性溶液 c（ H+） 1mol/L 時(shí)， pH 值為負(fù)數(shù)，當(dāng) C(OH-)1mol/L 時(shí)， pH14。對(duì)于 C(H+)或 C(OH-)大于 1mol/L 的溶液，用 pH 值表示反而不方便，所以 pH 值僅適用于 C(H+)或 C(OH-)小于等于 1mol/L 的稀溶液。 也可用 pOH 來表示溶液的酸堿性， pOH=-lgC(OH-)，因?yàn)?C(H+) C(OH-)=10-14，若兩邊均取負(fù)對(duì)數(shù)，得 pH+pOH=14。 可用 pH 試紙來測定溶液的 pH 值。方法：用潔凈的干玻璃棒直接蘸取少許待測液，滴在 pH 試紙上（注意不能將 pH 試紙先用水沾濕或用濕的玻璃棒，因?yàn)檫@樣做，實(shí)際上已將溶液稀釋，導(dǎo)致所測定的 pH 不準(zhǔn)確）將 pH 試紙顯示的顏色隨即（半分鐘內(nèi)）與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，確定溶液的 pH 值（因?yàn)闀r(shí)間長了，試紙所顯示的顏色會(huì)改變，致使測得的 pH 不準(zhǔn)。） 第二課時(shí) 教學(xué)目的： 1、了解指示劑的變色范圍，學(xué)會(huì)用 pH 試紙測定溶液的 pH 值 2、初步學(xué)會(huì)計(jì)算酸堿的 pH 值以及氫離子濃度和 pH 值的互算 3、 掌握 pH 相同的強(qiáng)酸與弱酸的幾個(gè)規(guī)律 教學(xué)重點(diǎn)：有關(guān) pH 的簡單計(jì)算 教學(xué)難點(diǎn)： 熟練掌握有關(guān) pH 的計(jì)算 教學(xué)過程： 復(fù)習(xí)提問： 什么叫水的離子積？影響水的離子積因素？溶液的酸堿性與 c（ H+）、 c（ OH ）及 pH 的關(guān)系？溶液 pH 的計(jì)算？求 0.1mol/L 鹽酸溶液中的 OH-？（ 25）求 0.1mol/LnaOH 溶液 中 H+？ 關(guān)于 pH 相同的酸（含強(qiáng)酸和弱酸） （ 1）溶液中 c（ H+） 相等 （填“相等 ” 或 “ 不等 ” ）。 （ 2）溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量的濃度：強(qiáng)酸 ” 或“ 7 c(H+) OH- 板書 ： 一、鹽類的水解： 講解 ： CH3COONa 溶于水之后，完全電離。（因?yàn)?CH3COONa 是強(qiáng)電解質(zhì)。） 板書 ： CH3COONa CH3COO- + Na+ 引導(dǎo)： 把 CH3COONa 溶于水之后，溶液中存在哪些電離平衡？ 板書 ： H2O H+ + OH- 講解 ：我們知道， CH3COOH 是一種弱酸，在溶液中部分電離，溶液中既然存在 CH3COO-和 H+，根據(jù)，可逆反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物同時(shí)共存，那么就一定有 CH3COOH。 板書 ： CH3COO- + H+ CH3COOH 講解 ：把式聯(lián)立，可得到 板書 ：水解方程式： CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH 講解 ：這說明 CH3COONa 溶于水后，反應(yīng)有 NaOH 生成，所以溶液顯堿性。 學(xué)生活動(dòng) ：把上述化學(xué)方程式改寫成離子方程式。 板書 ： CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- 說明：鹽類水解方程式書寫注意點(diǎn) 1、鹽類水解是可逆反應(yīng)，寫方程式要用“ ” 2、 一般鹽類水解程度很小，生成的弱酸或弱堿濃度很小，通常生成氣體或沉淀也不 發(fā)生水解，書寫時(shí)產(chǎn)物不用“ ”和“ ” 。 3、 多元弱酸生成的鹽水解時(shí)，生成弱酸過程應(yīng)分步表示，以第一步為主。 講解 ：隨著 CH3COONa 的加入，對(duì)水的電離有什么影響呢？促進(jìn)了水的電離，可以看作是使水分解了。 醋酸鈉與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：醋酸鈉電離出的醋酸根離子和水電離出的氫離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)醋酸的過程。 板書： 1、鹽類水解定義： 在溶液中鹽電離出來的離子跟水所電離出來的 H+ 或 OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)，叫做鹽類的水解。（ 在溶液中由鹽電離出的弱酸的陰離子或弱堿的陽離子跟水電離出的氫離子或氫氧根離子結(jié)合生成 弱電解質(zhì)弱酸或弱堿，破壞了水的電離平衡，使其平衡向右移動(dòng)，引起氫離子或氫氧根離子濃度的變化。） 酸 + 堿 鹽 + 水 板書： 2、鹽類水解的本質(zhì)： 弱酸的陰離子和弱堿的陽離子和水電離出的 H+或 OH-離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)，促進(jìn)了水的電離。 說明： 1、只有弱酸的陰離子或弱堿的陽離子才能與 H+ 或 OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)。 2、鹽類水解使水的電離平衡發(fā)生了移動(dòng)，并使溶液呈酸性或堿性。 3、鹽類水解反應(yīng)是酸堿中和反應(yīng)的逆反應(yīng)。 練習(xí)： 試分析 NH4Cl 水解呈酸性的原因 講解 ： CH3COONa 可以看作是弱酸 CH3COOH 和強(qiáng)堿 NaOH 生成的鹽，這種鹽叫做強(qiáng)堿弱酸鹽。 板書 ： 二、鹽類水解的類型 1、強(qiáng)堿弱酸鹽水解（ CH3COONa） CO32-,PO43-,S2-,SO32-,ClO-,F- 講解 ：由強(qiáng)堿和弱酸反應(yīng)生成的鹽，稱為強(qiáng)堿弱酸鹽，含有以上弱酸根的鹽，常會(huì)發(fā)生水解。 討論 ：分析 Na2CO3的水解過程，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。 板書 ： Na2CO3的水解 第一步： CO32-+H2O HCO3-+OH- （主要） 第二步 ： HCO3- +H2O H2CO3 +OH- （次要） 分析 ：對(duì)于多元弱酸來說，水解要分步寫。 提問 ：該水解反應(yīng)能放出 CO2嗎？不能，因?yàn)檫@樣的水解程度都很小。 練習(xí) ：寫出 K2S 水解的化學(xué)方程式和離子方程式。 過渡 ：下面請同學(xué)們討論一下第二個(gè)問題。為什么 NH4Cl 水溶液呈酸性？ 學(xué)生活動(dòng) ：找一名同學(xué)回答，并到黑板上寫出分析過程。 總結(jié) ： NH4Cl 可以看作是強(qiáng)酸 HCl 和弱堿 NH3H 2O 反應(yīng)生成的鹽，我們把這種鹽叫做強(qiáng)酸弱堿鹽。類似這樣的鹽還有 Al2(SO4)3、 FeCl3、 CuSO4等。 中和 水解 板書 ： 2、強(qiáng)酸弱堿鹽（ NH4Cl） Al3+,Fe3+,Cu2+ 練習(xí)： 寫出 Al2(SO4)3水解的離子方程式。 Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Cu（ NO3） 2 Al2（ SO4） 3 （ NH4） 2SO4 AgNO3 討論 ：以 NaCl 為例，說明強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽能否水解。 小結(jié)： 由于 NaCl 電離出的 Na+和 Cl-都不能與水電離出來的 H+ 或 OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)，所以強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽不能水解，不會(huì)破壞水的電離平衡，因此其溶液顯中性。 板書 ： 3、強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽、難溶于水的鹽不 水解 板書 ： 4、 弱酸弱堿鹽（ NH4Ac） 由于一水合氨和醋酸的電離度相近，因此銨離子、醋酸跟離子水解程度相近，從二溶液顯中性。 板書 ： 5、混合鹽溶液（酸式鹽溶液） 過渡 ：那么，我們在書寫水解離子方程式時(shí)，要注意哪些問題？ 討論 ：請大家根據(jù)我們剛才書寫水解方程式的方法，說說書寫時(shí)，要注意哪些問題？ 練習(xí)： FeCl3、 NaHCO3水解的離子方程式及化學(xué)方程式。 投影總結(jié) ：各類鹽水解的比較。 鹽類 實(shí)例 能否水解 引起水解的離子 對(duì)水的電離平衡的影響 溶液的酸堿性 強(qiáng)堿弱酸鹽 CH3COONa 能 弱酸陰離子 促進(jìn)水電離 堿性 強(qiáng)酸弱堿鹽 NH4Cl 能 弱堿陽離子 促進(jìn)水電離 酸性 強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽 NaCl 不能 無 無 中性 板書：三、影響水解的因素： 內(nèi)因 ：鹽類本身的性質(zhì) 這是影響鹽類水解的內(nèi)在因素。組成鹽的酸或堿越弱，鹽的水解程度越大，其鹽溶液的酸性或堿性就越強(qiáng)?！盁o弱不水解，有弱即水解，越弱越水解，誰強(qiáng)顯誰性” 外因： 1、溫度 由于鹽的水解作用是中和反應(yīng)的逆反應(yīng)，所以鹽的水解是吸熱反應(yīng)，溫度升高，水解程度增大。 2、濃度 溶液濃度越小，實(shí)際上是增加了水的量，可使平衡相正反應(yīng)方向移動(dòng)，使鹽的水解 程度增大。（最好用勒沙特例原理中濃度同時(shí)減小的原理來解釋） 3、溶液的酸堿性 鹽類水解后，溶液會(huì)呈現(xiàn)不同的酸堿性。因此，控制溶液的酸堿性可以促進(jìn)或抑制鹽的水解。如在配制 FeCl3 溶液時(shí)常加入少量鹽酸來抑制 FeCl3水解。 鹽的離子與水中的氫離子或氫氧根離子結(jié)合的能力的大小，組成鹽的酸或堿的越弱，鹽的水解程度越大。 過渡 ：水解反應(yīng)有什么應(yīng)用呢？ 引入 ：大家知道泡沫滅火器的滅火原理嗎？它就是利用 Al2(SO4)3和 NaHCO3溶液反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳來滅火的。那么 Al2(SO4)3和 NaHCO3是怎么反應(yīng)？ 討論 ： Al3+ 和 HCO3-在水溶液中能大量共存嗎？ 分析 ： Al3+易結(jié)合水電離出的 OH-， HCO3-易結(jié)合水電離出的 H+，兩者在水溶液中會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的雙水解，反應(yīng)進(jìn)行得很徹底。 Al3+ 3HCO3- Al(OH)3 +3CO2 (反應(yīng)前有水參加，反應(yīng)后又有水生成 ) 講述 ：在我們的生活中，有時(shí)也會(huì)碰到一些問題或觀察到一些現(xiàn)象，你有沒有想過要去分析它，找出其中的原因呢？比如，有一次我在實(shí)驗(yàn)室配制 FeCl3溶液時(shí)，放置一段時(shí)間后溶液竟然變渾濁，大家能解釋一下是什么原因？（ FeCl3發(fā)生了水解，生成了 Fe(OH)3,使溶液變渾濁了。） 設(shè)疑 ：那么怎么配制 FeCl3溶液？怎么防止它的水解？ （ Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 +3 H+ ,往配制的溶液中加入少量稀鹽酸 ,使平衡向逆進(jìn)行，可以防止 FeCl3的水解） 思考： 怎么配制 FeCl2溶液？ K2CO3和 NH4Cl 這兩種肥料能混合使用？混合使用的效果好嗎？ 板書 ： 四、水解的應(yīng)用 水解的應(yīng)用 實(shí)例 原理 1、凈水 明礬凈水 Al3+3H2O Al(OH)3(膠體 )+3H+ 2、去油污 用熱堿水冼油污物品 CO32-+H2O HCO3-+OH- 3、藥品的保存 配制 FeCl3 溶液時(shí)常加入少量鹽酸 Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+ 配制 Na2CO3 溶液時(shí)常加入少量 NaOH CO32-+H2O HCO3-+OH- 4、制備無水鹽 由 MgCl2 6H2O 制無水 MgCl2 在 HCl 氣流中加熱 若不然，則： MgCl2 6H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2O Mg(OH)2 MgO+H2O 5、泡沫滅火器 用 Al2(SO4)3 與 NaHCO3 溶液混合 Al3+3HCO3-=Al(OH)3 +3CO2 6、比較鹽溶液中離子濃度的大小 比較 NH4Cl 溶液中離子濃度的大小 NH4+H2O NH3 H2O+H+ c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH)- 1、離子共存： Al3+ 和 HCO3-說明雙水解反應(yīng)能進(jìn)行到底。 2、溶液配置： FeCl3的配制 3、化肥的使用 K2CO3和 NH4Cl 等 例： 判斷溶液的 pH 值： 1、強(qiáng)酸弱堿鹽、強(qiáng)堿弱酸鹽等。 2、如何對(duì)比 NaX、 NaY、 NaZ 的堿性。已知；酸性 HX HY HZ 3、如何對(duì) 比碳酸鈉、碳酸氫鈉的堿性。 4、氯化鋁、偏鋁酸鈉、氯化鐵分別蒸干灼燒后的產(chǎn)物是什么？ 與鹽類水解有關(guān)的應(yīng)用： 1、明礬的凈水作用 2、熱碳酸鈉溶液的洗滌力強(qiáng) 3、制備氫氧化鐵膠體 4、氯化銨溶液中加入鎂粉產(chǎn)生氫氣 5、蒸發(fā)氯化鐵溶液，不能得到純綠化鐵 6、焊接時(shí)可用氯化鋅、氯化銨溶液除銹 7、配制氯化鐵溶液時(shí)需加少量鹽酸 8、泡沐滅火器的反應(yīng)原理 9、比較鹽溶液的 PH 值大小 判斷溶液中離子濃度大小 例如：相同物質(zhì)的量濃度、相同體積的醋酸和氫氧化鈉中和，所得溶液中離子濃度由大到小的順序是： 1、判斷離子是否共存 2、酸式鹽 溶液酸堿性的判斷 某些肥料不宜混合使用。（如：草木灰、碳酸銨、重鈣等） 練習(xí)： 第三節(jié) 沉淀溶解平衡 一、學(xué)習(xí)點(diǎn)撥 1目標(biāo)要求 （ 1）了解難溶電解質(zhì)在水中的溶解情況。 （ 2）理解難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡特點(diǎn)，正確理解和掌握溶度積 KSP的概念。 （ 3）掌握運(yùn)用濃度商和平衡常數(shù)來分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。 （ 4）掌握簡單的利用 KSP的表達(dá)式，計(jì)算溶液中相關(guān)離子的濃度。 2知識(shí)要點(diǎn) （ 1）難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡特點(diǎn)，運(yùn)用溶度積 KSP簡單計(jì)算溶液中相關(guān)離子的濃度 （ 2）運(yùn)用濃度商和 平衡常數(shù)來分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。 3學(xué)習(xí)方法 難溶電解質(zhì)在水中也會(huì)建立一種動(dòng)態(tài)平衡，這種動(dòng)態(tài)平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律。難溶電解質(zhì)溶解程度大小可以用沉淀溶解平衡常數(shù) -溶度積 KSP來進(jìn)行判斷，因此我們就可以運(yùn)用溶度積 KSP計(jì)算溶液中相關(guān)離子的濃度。對(duì)難溶電解質(zhì)的溶解平衡常數(shù)的正確的理解，一方面要運(yùn)用前面的影響化學(xué)平衡、電離平衡的因素知識(shí)進(jìn)行牽移和類比以達(dá)到強(qiáng)化和內(nèi)化的目標(biāo)；另一方面要用溶度積 KSP知識(shí)來分析沉淀的溶解、生成和沉淀的轉(zhuǎn)化。本節(jié)內(nèi)容的核心 知識(shí)點(diǎn)就是溶度積 KSP 二、學(xué)習(xí)訓(xùn)練材料 第一課時(shí) 知識(shí)技能 1 一些電解質(zhì)如 BaSO4 在水中只能溶解很少、可以說是難以溶解，所以稱為 _。盡管這些電解質(zhì) 難以溶解于水中，但在水中也會(huì)建立一種 _ _。 2 難溶電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡和化學(xué)平衡、電離平衡一樣，合乎平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規(guī)律，其基本特征為：（ 1）_ _（ 2） _ _ _ （ 3） _ _（ 4） _ _ 3難溶電解質(zhì)在水中存在沉淀溶解平衡，其平衡常數(shù)稱為 _ _，簡稱 _ _。請寫出 PbI2 Cu(OH)2 BaSO4 CaCO3 Al(OH)3 CuS 的沉淀溶解平衡與溶度積 KSP表達(dá)式 4溶度積 KSP反映了難溶電解質(zhì)在水中的 _ _ _， KSP的大小和溶質(zhì)的溶解度不同，它只與 _ _ 有關(guān)，與 _ _ 無關(guān)。利用 溶度積 KSP可以判斷 _ _ _、 _ _ _以及 _ _ _ _。 5沉淀的轉(zhuǎn)化是 _ _ _ _的過程，其實(shí)質(zhì)是 _ _ _ _。 當(dāng) Qc 大于 Ksp 時(shí)，情況為： _ _ _ _ 當(dāng) Qc 等于 Ksp 時(shí)，情況為： _ _ _ _ 當(dāng) Qc 小于 Ksp 時(shí)，情況為： _ _ _ _ 6將 AgNO3 溶液依次加入氯化鈉溶液、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液中都會(huì)出現(xiàn)不同顏色的沉淀，沉淀的顏色變化是 _ _ _ _ _ _ _。出現(xiàn)這種顏色變化的原因是： _ _ _ 7將足量 BaCO3 分別加入： 30mL 水 10mL 0.2mol/LNa2CO3 溶液 50mL 0.01mol/L 氯化鋇溶液 100mL 0.01mol/L 鹽酸中溶解至溶液飽和。請確定各溶液中 Ba2+的濃度由大到小的順序?yàn)椋?_ 8已知在室溫時(shí)， Cu(OH)2 的溶度積 Ksp=2.2 10 20 mol3L 3，求室溫下 Cu(OH)2 飽和溶液中 Cu2+和 OH-的物質(zhì)的量濃度。 能力方法 1鋁和鎵的性質(zhì)相似，如 M(OH)3都是難溶的兩性氫氧化物。在自然界鎵常以極少量分散于鋁礦，如 Al2O3中。用 NaOH 溶液處理鋁礦（ Al2O3）時(shí)，生成 NaAlO2、 NaGaO2；而后通入適量 CO2，得 Al(OH)3 沉淀，而 NaGaO2 留在溶液中（循環(huán)多次后成為提取鎵的原料）。發(fā)生后一步反應(yīng)是因?yàn)?A、鎵酸酸性強(qiáng)于鋁酸 B、鋁酸酸性強(qiáng)于鎵酸 C、鎵濃度小，所以不沉淀 D、 Al(OH)3 是難溶物 2 己知碳酸鈣和氫氧化鈣在水中存在下列溶解平衡 Ca(OH)2(固 ) Ca2+ 2OH ， CaCO3(固 ) Ca2+ CO32 。在火力發(fā)電廠燃燒煤的廢氣中往往含有 SO2、 O2、 N2， CO2 等，為了除去有害氣體 SO2 變廢為寶，常常見粉末狀的碳酸鈣或熟石灰的懸 濁液洗滌廢氣，反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。 （ 1）寫山上述兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式： S02與 CaCO3 懸濁液反應(yīng) S02與 Ca(OH)2 懸濁液反應(yīng) （ 2）試說明用熟石灰的懸濁液而不用澄清石灰水的理由 3以 BaS 為原料制備 Ba(OH)2 8H2O 的過程是： BaS 與 HCl 反應(yīng)，所得溶液在 70 90C 時(shí)與過量 NaOH 溶液作用，除雜，冷卻后得到 Ba(OH)2 8H2O 晶體。據(jù)最新報(bào)道，生產(chǎn)效率高、成本低的 Ba(OH)2 8H2O 晶體的新方法是使 BaS 與 CuO 反應(yīng) 1新方法的反應(yīng)方程式為： 2該反應(yīng)反應(yīng)物 CuO 是不 溶物，為什么該反應(yīng)還能進(jìn)行： 3簡述新方法生產(chǎn)效率高、成本低的原因。 4牙齒表面由一層硬的、組成為 Ca5(PO4)3OH 的物質(zhì)保護(hù)著，它在唾液中存在下列平衡： Ca5(PO4)3OH(固 ) 5Ca2+3PO43-+OH- 進(jìn)食后，細(xì)菌和酶作用于食物，產(chǎn)生有機(jī)酸，這時(shí)牙齒就會(huì)受到腐蝕，其原因是 已知 Ca5(PO4)3F（固）的溶解度比上面的礦化產(chǎn)物更小，質(zhì)地更堅(jiān)固。主動(dòng)脈用離子方程式表示，當(dāng)牙膏中配有氟化物添加劑后能防止齲齒的原因： 根據(jù)以上原理，請你提出一種其它促進(jìn)礦化的方法： 拓展體驗(yàn) 一定溫度下，難溶電解質(zhì)在飽和溶液中各離子濃度冪的乘積是 一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為該難溶電解質(zhì)的溶度積，用符號(hào) Ksp 表示。 即： AmBn(s) mAn+(aq) nBm (aq) An+m Bm n Ksp 已知：某溫度時(shí)， Ksp(AgCl)=Ag+Cl 1.8 10 10 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO2- 4 1.1 10 12 試求： （ 1）此溫度下 AgCl 飽和溶液和 Ag2CrO4 飽和溶液的物質(zhì)的量濃度，并比較兩者的大小。 （ 2）此溫度下，在 0.010mo1 L-1 的 AgNO3 溶液中， AgCl 與 Ag2CrO4 分別能達(dá)到的最大物質(zhì)的量濃度，并比較兩者的大小。 學(xué)習(xí)小結(jié) 參考答案 知識(shí)技能 1 難溶電解質(zhì) 動(dòng)態(tài)平衡 2可逆過程 沉積和溶解速率相等 各離子濃度不變 改變溫度、濃度等條件平衡移動(dòng) 3溶度積常數(shù) 溶度積 （略） 4溶解能力 溫度 濃度 沉淀的生成 溶解情況 沉淀溶解平衡移動(dòng)方向 5一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì) 沉淀溶解平衡的移動(dòng) 此時(shí)有沉淀析出 直至沉積與 溶解達(dá)到平衡 沉積與溶解處于平衡狀態(tài) 若溶液中存在難溶電解質(zhì)，則難溶電解質(zhì)會(huì)溶解，直至沉積與溶解達(dá)到平衡狀態(tài) 6 白淡黃黃色 AgCl AgBr AgI 的 Ksp 逐漸減小，白色 AgCl 沉淀 轉(zhuǎn)化成難溶的 淡黃 色的 AgBr， 然后 淡黃 色的 AgBr 再轉(zhuǎn)變成更難溶的 黃色 AgI 沉淀。 7 8 略 能力方法 1 A 2 (1) 2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4 H2O)+2CO2 或 2SO2+O2+2CaCO3+4H2O=2(CaSO4 H2O)+2CO2 2SO2+O2+2Ca(OH)2+2H2O=2(CaSO4 2H2O)或 2SO2+O2+2Ca(OH)2=2CaSO4+2H2O (2) Ca(OH)2 微溶于水 ， 石灰水中 Ca(OH)2 濃度小 ， 不利于吸收 SO2 3（ 1） BaS CuO 9H2O Ba(OH)2 8H2O CuS 也可寫 Ba(OH)2 （ 2） CuS 的溶 度積比 CuO 小得多（更難溶），有利于該反應(yīng)正向進(jìn)行。 （ 3） CuS 為難溶物（未反應(yīng)的 CuO 也不溶），過濾后，將濾液濃縮、冷卻，就可在溶液中析出 Ba(OH)2 8H2O 晶體，故生產(chǎn)效率高； CuS 在空氣中焙燒氧化可得 CuO 與 SO2，故 CuO 可反復(fù)使用（ SO2 可用于制硫的化合物），因而成本低。 4 H+OH-=H2O，使平衡向脫礦方向移動(dòng) 5Ca2+3PO 34 +F-=Ca5（ PO4） 3F 加 Ca2+（或加 PO34 等） 拓展體驗(yàn) AgCl(s) Ag (aq) Cl (aq) 1510sp Lm o l103.1108.1)A g C l(K)A g C l(c Ag2CrO4(s) 2Ag (aq) CrO42 (aq) 2x x (2x)2 x=Ksp 153 123 4242 105.64101.14 )()( Lm olC r OAgKC r OAgc sp c(AgCl) c(Ag2CrO4) 在 0.010 mol L-1 AgNO3 溶液中， c(Ag+)=0.010 mol L-1 AgCl(s) Ag (aq) Cl (aq) 溶解平衡時(shí) ： 0.010 x x (0.010 x) x 1.8 10 10 x 很小 ， 0.010 x 0.010 x 1.8 10 8(mol L 1) c(AgCl)= 1.8 10 8(mol L 1) Ag2CrO4(s) 2Ag (aq) CrO24 (aq) 溶解平衡時(shí) ： 0.010 x x (0.010 2x)2 x 1.1 10 12 x 很小 ， 0.010 2x 0.010 x 1.1 10 8(mol L 1) c(Ag2CrO4) 1.1 10-8 (mol L 1) c(AgCl) c(Ag2CrO4) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ) 4.1 原電池 一、探究目標(biāo) 體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程 二、探究重點(diǎn) 初步認(rèn)識(shí)原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。 三、探究難點(diǎn) 通過對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的研究，引導(dǎo)學(xué)生從電子 轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。 四、教學(xué)過程 【引入】 電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛，使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱電力。例如，日常生活中使用的手提電腦、手機(jī)、相機(jī)、攝像機(jī)這一切都依賴于電池的應(yīng)用。那么，電池是怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪?？我們這節(jié)課來一起復(fù)習(xí)一下有關(guān)原電池的相關(guān)內(nèi)容。 【板書】 4.1 原電池 一、原電池實(shí)驗(yàn)探究 講：銅片、鋅片、硫酸都是同學(xué)們很熟悉的物質(zhì)，利用這三種物質(zhì)我們再現(xiàn)了 1799 年意大利物理學(xué)家 -伏打留給我們的歷史閃光點(diǎn)！ Zn Cu 【實(shí) 驗(yàn)探究】 (銅鋅原電池 ) 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 現(xiàn) 象 1、鋅片插入稀硫酸 2、銅片插入稀硫酸 3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸 【問題探究】 1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生？ 2、鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，現(xiàn)象又怎樣？為什么？ 3、鋅片的質(zhì)量有無變化？溶液中 c (H+)如何變化？ 4、鋅片和銅片上變化的反應(yīng)式怎樣書寫？ 5、電子流動(dòng)的方向如何？ 講：我們發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，說明產(chǎn)生了電流，這樣的裝置架起了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的橋梁，這就是生 活中提供電能的所有電池的開山鼻祖 -原電池。 【板書】（ 1）原電池概念：學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 問：在原電池裝置中只能發(fā)生怎樣的化學(xué)變化？ 學(xué)生： Zn+2H+=Zn2+H2 講：為什么會(huì)產(chǎn)生電流呢？ 答：其實(shí)鋅和稀硫酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，有電子的轉(zhuǎn)移，但氧化劑和還原劑熱運(yùn)動(dòng)相遇發(fā)生有效碰撞電子轉(zhuǎn)移時(shí)，由于分子熱運(yùn)動(dòng)無一定的方向，因此電子轉(zhuǎn)移不會(huì)形成電流，而通常以熱能的形式表現(xiàn)出來，激烈的時(shí)候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講，一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原 反應(yīng)，若能設(shè)法使氧化與還原分開進(jìn)行，讓電子的不規(guī)則轉(zhuǎn)移變成定向移動(dòng)，便能形成電流。所以原電池的實(shí)質(zhì)就是將氧化還原的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)形成電流。 （ 2）實(shí)質(zhì)：將一定的氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的形式釋放。 問：那么這個(gè)過程是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？我們來看原電池原理的工作原理。 （ 3）原理：（負(fù)氧正還） 問：在鋅銅原電池中哪種物質(zhì)失電子？哪種物質(zhì)得到電子？ 學(xué)生：活潑金屬鋅失電子，氫離子得到電子 問：導(dǎo)線上有電流產(chǎn)生，即有電子的定向移動(dòng)，那么電子從鋅流向銅，還是銅流向鋅？ 學(xué)生：鋅流向銅 講：當(dāng)銅上有電子富集時(shí)，又是誰得到了電子？ 學(xué)生：溶液中的氫離子 講：整個(gè)放電過程是：鋅上的電子通過導(dǎo)線流向用電器，從銅流回原電池，形成電流，同時(shí)氫離子在正極上得到電子放出氫氣，這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因。 講：我們知道電流的方向和電子運(yùn)動(dòng)的方向正好相反，所以電流的方向是從銅到鋅，在電學(xué)上我們知道電流是從正極流向負(fù)極的，所以，鋅銅原電池中，正負(fù)極分別是什么？ 學(xué)生：負(fù)極（ Zn） 正極（ Cu） 實(shí)驗(yàn)：我們用干電池驗(yàn)證一下我們分析的正負(fù)極是否正確！ 講：我們一般 用離子反應(yīng)方程式表示原電池正負(fù)極的工作原理，又叫電極方程式或電極反應(yīng)。一般先寫負(fù)極，所以可表示為： 負(fù)極（ Zn）： Zn 2e Zn2 （氧化） 正極（ Cu）： 2H 2e H2（還原） 講：其中負(fù)極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，即負(fù)氧正還。 注意：電極方程式要注明正負(fù)極和電極材料 滿足所有守衡 總反應(yīng)是： Zn+2H+=Zn2+H2 講：原來一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)通過一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規(guī)則的電子 轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)就形成了原電池。 轉(zhuǎn)折：可以看出一個(gè)完整的原電池包括正負(fù)兩個(gè)電極和電解質(zhì)溶液，及導(dǎo)線。那么銅鋅原電池中的正負(fù)極和硫酸電解質(zhì)能否換成其他的物質(zhì)呢？ 學(xué)生：當(dāng)然能，生活中有形形色色的電池。 過渡：也就是構(gòu)成原電池要具備怎樣的條件？ 二、 原電池的構(gòu)成條件 1、活潑性不同的兩電極 2、電解質(zhì)溶液 3、形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液 4、自發(fā)的氧化還原反應(yīng) (本質(zhì)條件 ) 思考：鋅銅原電池的正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)？保證鋅銅原電池原理不變，正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)？（ C、 Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au 等） 問：鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎？ 判斷是否構(gòu)成原電池，是的寫出原電池原理。 （ 1）鎂鋁 /硫酸；鋁碳 /氫氧化鈉；鋅碳 /硝酸銀 ；鐵銅在硫酸中短路；鋅銅 /水；鋅鐵 /乙醇；硅碳 /氫氧化鈉 （ 2） 鋅銅 /硫酸（無導(dǎo)線）；碳碳 /氫氧化鈉 若一個(gè)碳棒產(chǎn)生氣體 11.2 升，另一個(gè)產(chǎn)生氣體 5.6 升，判斷原電池正負(fù)極并求鋅片溶解了多少克？設(shè)原硫酸的濃度是 1mol/L，體積為 3L，求此時(shí)氫離子濃度。 （ 3）銀圈和鐵圈用細(xì)線連在一起懸在水中，滴入硫酸銅，問是否平衡？（銀圈下沉） （ 4） Zn/ZnSO4/Cu/CuSO4鹽橋（充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂） （ 5）鐵和銅一起用導(dǎo)線相連插入濃硝酸中 鎂和鋁一起用導(dǎo)線相連插入氫氧化鈉中 思考：如何根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理來設(shè)計(jì)原電池呢？ 請將氧化還原反應(yīng) Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+設(shè)計(jì)成電池： 硫 s酸銅 硫酸銅 硫酸銅 硫酸銅 此電池的優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。 其中 ，用到了鹽橋 什么是鹽橋？ 鹽橋中裝有飽和的 KCl 溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。 鹽橋的作用是什么？ 可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會(huì)由于鋅溶解成為 Zn2+而帶上正電，銅鹽溶液會(huì)由于銅的析出減少了 Cu2+而帶上了負(fù)電。 鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進(jìn)行。 導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。 三、原電池的工作原理： 正極反應(yīng)：得到電子 （還原反應(yīng)） 負(fù)極反應(yīng)：失去電子 （氧化反應(yīng)） 總反 應(yīng)：正極反應(yīng) +負(fù)極反應(yīng) 想一想：如何書寫復(fù)雜反應(yīng)的電極反應(yīng)式？ 較繁電極反應(yīng)式 =總反應(yīng)式 -簡單電極反應(yīng)式 例：熔融鹽燃料電池具有高的放電效率，因而受到重視，可用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)， CO 為負(fù)極燃?xì)?，空氣與 CO2的混合氣為正極助燃?xì)?，已制得?6500C 下工作的燃料電池，試完成有關(guān)的電極反應(yīng)式： 負(fù)極反應(yīng)式為： 2CO+2CO32-4e-=4CO2 正極反應(yīng)式為： 2CO2+O2+4e-=2CO32- 電池總反應(yīng)式： 2CO+O2=2CO2 四、 原電池中的幾個(gè)判斷 1.正極負(fù)極的判斷： 正極：活潑的一極 負(fù)極：不活潑的一極 思考：這方法一定正確嗎？ 2.電流方向與電子流向的判斷 電流方向：正負(fù) 電子流向：負(fù)正 電解質(zhì)溶液中離子運(yùn)動(dòng)方向的判斷 陽離子 :向正極區(qū)移動(dòng) 陰離子 :向負(fù)極區(qū)移動(dòng) 練習(xí)： 下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？ 練習(xí)： 第二節(jié) 化學(xué)電源 一、化學(xué)電池的種類 化學(xué)電池：借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置?；瘜W(xué)電池的主要部分是電解質(zhì)溶液，和浸在溶液中的正極和負(fù)極，使用時(shí)將兩極用導(dǎo)線接通，就有電流產(chǎn)生，因而獲得電能。 化學(xué)電池放電到一定程度，電能減弱，有的經(jīng)充電復(fù)原又可使用，這樣的電池叫蓄電池，如鉛蓄電池、銀鋅電池等；有的不能充電復(fù)原，稱為原電池，如干電池、燃料電池等。 下面介紹化學(xué)電池的種類： 1干電池 ： 普通鋅錳干電池的簡稱，在一般手電筒中使用鋅錳干電池，是用鋅皮制成的鋅筒作負(fù)極兼做容器 ，中央插一根碳棒作正極，碳棒頂端加一銅帽。在石墨碳棒周圍填滿二氧化錳和炭黑的混合物，并用離子可以通過的長纖維紙包裹作隔膜，隔膜外是用氯化鋅、氯化銨和淀粉等調(diào)成糊狀作電解質(zhì)溶液；電池頂端用蠟和火漆封口。在石墨周圍填充 ZnCl2、 NH4Cl 和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有 MnO2作去極化劑 吸收正極放出的 H2，防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象，即作去極劑 ，淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個(gè)電極的遷移速率。 電極反應(yīng)為：負(fù)極 Zn 2 e Zn2+ 正極 2NH4+ 2 e 2NH3 H2 H2 2MnO2 Mn2O3 H2O 正極產(chǎn)生的 NH3又和 ZnCl2作用 ： Zn2+ 4NH3 ZnNH342+ 干電池的總反應(yīng)式 ： Zn 2NH4Cl 2MnO2 ZnNH32Cl2 Mn2O3 H2O 或 2Zn 4NH4Cl 2MnO2 ZnNH32Cl2 ZnCl2 Mn2O3 H2O 正極生成的氨被電解質(zhì)溶液吸收，生成的氫氣被二氧化錳氧 化成水。干電池的電壓 15 V 16 V。在使用中鋅皮腐蝕，電壓逐漸下降，不能重新充電復(fù)原，因而不宜長時(shí)間連續(xù)使用。這種電池的電量小，在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液。而今體積小，性能好的堿性鋅 錳干電池是電解液由原來的中性變?yōu)殡x子導(dǎo)電性能更好的堿性，負(fù)極也由鋅片改為鋅粉，反應(yīng)面積成倍增加，使放電電流大加幅度提高。堿性干電池的容量和放電時(shí)間比普通干電池增加幾倍。 2鉛蓄電池：鉛蓄電池可放電亦可充電，具有雙重功能。它是用硬橡膠或透明塑料制成長方形外殼，用含銻 5% 8%的鉛銻合金鑄成格板，在正極格板上附著一層 PbO2，負(fù)極格板上附著海綿狀金屬鉛，兩極均浸在一定濃度的硫酸溶液 密度為 125 128 g / cm3中，且兩極間用微孔橡膠或微孔塑料隔開。放電的電極反應(yīng)為： 負(fù)極： Pb SO42- 2e PbSO4 正極 ： PbO2 4H+ SO42- 2e PbSO4 2H2O 鉛蓄電池的電壓正常情況下保持 20 V，當(dāng)電壓下降到 185 V 時(shí)，即當(dāng)放電進(jìn)行到硫酸濃度降低，溶液密度達(dá) 118 g / cm3時(shí)即停止放電，而需要將 蓄電池進(jìn)行充電，其電極反應(yīng)為： 陽極： PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H+ SO42- 陰極： PbSO4 2e Pb SO42- 當(dāng)密度增加至 128 g / cm3時(shí)，應(yīng)停止充電。這種電池性能良好，價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是比較笨重。 蓄電池放電和充電的總反應(yīng)式： PbO2 Pb 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 目前汽車上使用的電池，有很多是鉛蓄電池。由于它的電壓穩(wěn)定，使用方便、安全、可靠 ，又可以循環(huán)使用，因此廣泛應(yīng)用于國防、科研、交通、生產(chǎn)和生活中。 3 銀鋅蓄電池 銀鋅電池是一種高能電池，它質(zhì)量輕、體積小，是人造衛(wèi)星、宇宙火箭、空間電視轉(zhuǎn)播站等的電源。目前，有一種類似干電池的充電電池，它實(shí)際是一種銀鋅蓄電池，電解液為 KOH 溶液。 常見的鈕扣電池也是銀鋅電池，它用不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極盒一端充由 Ag2O 和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為 KOH 濃溶液，溶液兩邊用羧甲基纖維素作隔膜，將電極與電解質(zhì)溶液隔開。 負(fù)極： Zn 2OH 2e ZnOH2 正極： Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 銀鋅電池跟鉛蓄電池一樣，在使用 放電 一段時(shí)間后就要充電，充電過程表示如下： 陽極： 2Ag 2OH 2e Ag2O H2O 陰極： ZnOH2 2e Zn 2OH 總反應(yīng)式： Zn Ag2O H2O ZnOH2 2Ag 一粒鈕扣電池的電壓達(dá) 159 V，安裝在電子表里可使用兩年之久。 4燃料電池：燃料電池是使燃料與氧化劑反應(yīng)直接產(chǎn)生電流的一種原電池，所以燃料電池也是 化學(xué)電源。它與其它電池不同，它不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯存在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷地從外界輸入，同時(shí)把電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。因此，燃料電池是名符其實(shí)地把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”。燃料電池的正極和負(fù)極都用多孔炭和多孔鎳、鉑、鐵等制成。從負(fù)極連續(xù)通入氫氣、煤氣、發(fā)生爐煤氣、水煤氣、甲烷等氣體；從正極連續(xù)通入氧氣或空氣。電解液可以用堿 如氫氧化鈉或氫氧化鉀等 把兩個(gè)電極隔開?；瘜W(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物和燃燒時(shí)的產(chǎn)物相同。燃料電池的特點(diǎn)是能量利用率高，設(shè)備輕便，減輕污染，能量轉(zhuǎn)換 率可放電 充電 放電 充電 達(dá) 70%以上。 當(dāng)前廣泛應(yīng)用于空間技術(shù)的一種典型燃料電池就是氫氧燃料電池，它是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為活化電極，碳電極上嵌有微細(xì)分散的鉑等金屬作催化劑，如鉑電極、活性炭電極等，具有很強(qiáng)的催化活性。電解質(zhì)溶液一般為40%的 KOH 溶液。 電極反應(yīng)式為：負(fù)極 H2 2H 2H 2OH 2 e 2H2O 正極 2 2H2O 4 e 4OH 電池總 反應(yīng)式為： 2H2 2 2H2O 另一種燃料電池是用金屬鉑片插入 KOH 溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷 燃料 和氧氣 氧化劑 。電極反應(yīng)式為： 負(fù)極： CH4 10OH 8e CO32- 7H2O； 正極： 4H2O 2O2 8e 8OH。 電池總反應(yīng)式為： CH4 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 目前已研制成功的鋁 空氣燃料電池，它的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、能量大、使用方便、不污染環(huán)境、耗能少。這種電池可代替汽油作為汽車的動(dòng)力，還能用于收音機(jī)、照明電源、野營炊具 、野外作業(yè)工具等。 5 鋰電池 ：鋰電池是金屬鋰作負(fù)極，石墨作正極，無機(jī)溶劑亞硫酰氯 SO2Cl2在炭極上發(fā)生還原反應(yīng)。電解液是由四氯鋁化鋰 LiAlCl4溶解于亞硫酰氯中組成。它的總反應(yīng)是鋰與亞硫酰氯發(fā)生反應(yīng)，生成氯化鋰、亞硫酸鋰和硫。 8Li 3SO2Cl2 6LiCl Li2SO3 2S 鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其它金屬作負(fù)極相比較，能在較小的體積和質(zhì)量下能放出較多的電能，放電時(shí)電壓十分穩(wěn)定，貯存時(shí)間長，能在 2163 3441K 溫度范圍內(nèi)工作，使用壽命大大延長。 鋰電