《化學(xué)能與電能》課件1

1、試著說說原電池的構(gòu)成有什么條件？試著說說原電池的構(gòu)成有什么條件？A AZnZnCuCuH H2 2SOSO4 4A AZnZnC CH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCu酒精酒精ZnZnH H2 2SOSO4 4A ACuCuH H2 2SOSO4 4*A AZnZnZnZnH H2 2SOSO4 4A AZnZnCuCuHClHCl A AC CCuCuHClHCl第二課時(shí)第二課時(shí)二、發(fā)展中的化學(xué)電源二、發(fā)展中的化學(xué)電源負(fù)極：負(fù)極：Zn - 2e- Zn2+正極：正極：2NH4+2e- -2NH3+H2 負(fù)極：負(fù)極：Zn +2OH- -2e- Zn(OH)2正極：正極：2MnO2+

2、2H2O+2e-MnO(OH)+2OH-總反應(yīng)總反應(yīng);Zn +2MnO2+2H2O2MnO(OH)+Zn(OH)21、干電池、干電池（1）酸性鋅錳電池）酸性鋅錳電池（2）堿性鋅錳電池）堿性鋅錳電池 （3 3）銀鋅銀鋅紐扣紐扣電池電池ZnZn為負(fù)極為負(fù)極, Ag, Ag2 2O O為正極為正極 電解液電解液: KOH: KOH溶液溶液電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式: : 負(fù)極負(fù)極: :ZnZn2OH2OH2e2e- -Zn(OH)Zn(OH)2 2 正極正極: :AgAg2 2O OH H2 2O O2e2e- -2Ag2Ag2OH2OH總反應(yīng)式總反應(yīng)式: : ZnZnAgAg2 2O OH H2 2O

3、O2Ag2AgZn(OH)Zn(OH)2 2（1）、鉛蓄電池：、鉛蓄電池：正極正極Pb+SO42-2e-PbSO4 正極正極(PbO2) ： PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O Pb+PbO2+4H+2SO42-2PbSO4+2H2O 2、充電電池充電電池(二次電池二次電池)總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：特點(diǎn)：特點(diǎn)：可逆向進(jìn)行，即充電；可逆向進(jìn)行，即充電；電解液電解液PH增大增大（2）、鋰電池、鋰電池(了解了解)特點(diǎn)：特點(diǎn)：“綠色綠色”；容量大；容量大；電解液中不能有水電解液中不能有水負(fù)極負(fù)極(Pb)： 鎳鎳鎘電池的負(fù)極為金屬鎘鎘電池的負(fù)極為金屬鎘(Cd)，正極為正極為NiO(OH)

4、，電解液為，電解液為KOH溶液。溶液。負(fù)極：負(fù)極： Cd 2OH- 2e- Cd(OH)2正極：正極：2 2NiO(OH)2H2O2e- 2Ni(OH)2 2OH-總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：Cd2NiO(OH)2H2O 2Ni(OH)2Cd(OH)2( (3 3) )鎳鎳鎘可充電電池鎘可充電電池3、燃料電池燃料電池原理：將燃料和氧化劑(如:O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。兩極材料：惰性材料，只具導(dǎo)電性。反應(yīng)物不儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，外加提供燃料和氧化劑。兩極判斷：通入燃料氣的一極 負(fù)極 通入O2或空氣的一極 正極導(dǎo)電介質(zhì)：可以是電解質(zhì)溶液，也可以是新型的導(dǎo)離子介質(zhì)。高效、環(huán)境友好。負(fù)極負(fù)極： 2H2-

5、4e-=4H+正極：正極：O2+4H+4e-=2H2O酸性氫氧燃料電池酸性氫氧燃料電池負(fù)極：負(fù)極：2H24OH-4e-4H2O正極：正極：O22H2O4e-4OH-堿性氫氧燃料電池堿性氫氧燃料電池（1）、氫氧燃料電池：、氫氧燃料電池：(2)、甲烷燃料電池：、甲烷燃料電池：負(fù)極：負(fù)極：CH4 - 8e- + 10OH- 7H2O + CO32-正極：正極： 2O2 + 8e- + 4H2O 8OH- (- -)CH4 | H+ | O2(+) 負(fù)極：負(fù)極：CH4 - 8e- + 2H2O 8H+ + CO2正極：正極：2O2 + 8e- + 8H+ 4H2O總反應(yīng)式總反應(yīng)式: CH4 + 2O2

6、 CO2 + 2H2O (- -)CH4 | OH- | O2(+) 總反應(yīng)式總反應(yīng)式: CH4 + 2O2 + 2OH- CO32- + 3H2O 廢電池對(duì)環(huán)境的危害廢電池對(duì)環(huán)境的危害 電池中含有汞、鎘、鉛等有毒金屬。隨意電池中含有汞、鎘、鉛等有毒金屬。隨意丟棄廢電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。丟棄廢電池會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。 中國電池的年產(chǎn)量中國電池的年產(chǎn)量180180多億只，占世界電池多億只，占世界電池總產(chǎn)量的總產(chǎn)量的3030以上，年消費(fèi)量達(dá)以上，年消費(fèi)量達(dá)70708080億只，億只，但回收率卻不足。但回收率卻不足。討論討論1、銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充放電過、銀鋅電池廣泛

7、用作各種電子儀器的電源，它的充放電過程可以表示為：程可以表示為：在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（ ）A、Ag B、Zn（OH）2 C、Ag2O D、Zn（1994年全國高考試題）年全國高考試題）OHZnOAgOHZnAg2222放電充電）（D討論討論2、人造地球衛(wèi)星用到一種高能電池、人造地球衛(wèi)星用到一種高能電池銀鋅蓄電池，其銀鋅蓄電池，其電池的電極反應(yīng)為：電池的電極反應(yīng)為：Zn +2OH2e =ZnO +H2O，Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH。據(jù)此判斷氧化銀是（。據(jù)此判斷氧化銀是（ ）A、負(fù)極，并被氧化、負(fù)極，并被氧化 B、正極，并被還原

8、、正極，并被還原 C、負(fù)極，并被還原、負(fù)極，并被還原 D、正極，并被氧化、正極，并被氧化B討論討論3、已知鋅電池發(fā)生的電極反應(yīng)式為、已知鋅電池發(fā)生的電極反應(yīng)式為：鋅片：鋅片：Zn +2OH- - -2eZnO+H2O，石墨，石墨：H2O+(1/2)O2+2e2OH- -，據(jù)此，下列判，據(jù)此，下列判斷中正確的是（提示：斷中正確的是（提示：ZnO為兩性為兩性氧化物）（氧化物）（ ）A、反應(yīng)一定是在酸性溶液進(jìn)行、反應(yīng)一定是在酸性溶液進(jìn)行B、反應(yīng)過程中電解溶液、反應(yīng)過程中電解溶液pH值一定變大值一定變大C、反應(yīng)過程中，、反應(yīng)過程中，OH- -向負(fù)極移動(dòng)向負(fù)極移動(dòng)D、反應(yīng)過程中，溶液、反應(yīng)過程中，溶液p

9、H值變小值變小C、D討論討論4、氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會(huì)、氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)是：產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)是：據(jù)此判斷下列敘述正確的是（據(jù)此判斷下列敘述正確的是（ ）A、電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液、電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液pH不斷增大不斷增大B、電池放電時(shí)，鎳元素被氧化、電池放電時(shí)，鎳元素被氧化 C、電池充電時(shí)，氫元素被還原、電池充電時(shí)，氫元素被還原D、電池放電時(shí)，、電池放電時(shí)，H2是負(fù)極（是負(fù)極（1999年全國高考試題）年全國高考試題）2221）（放電）（充電OHNiOHNiOHC、

10、D討論討論5、有人用鉑作電極，、有人用鉑作電極，KOH溶液作電解液，又溶液作電解液，又從兩電極分別通從兩電極分別通CH4和和O2，形成燃料電池，該電池，形成燃料電池，該電池中通入甲烷的鉑為中通入甲烷的鉑為 極，發(fā)生的電極反應(yīng)是極，發(fā)生的電極反應(yīng)是 ，該電池工作時(shí)（放電）反應(yīng)的總化學(xué)方程式是，該電池工作時(shí)（放電）反應(yīng)的總化學(xué)方程式是 電池工作時(shí)溶液的電池工作時(shí)溶液的pH值將變值將變 。負(fù)負(fù)CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O CH4+2O2+2OH-CO32-+3H2O 變小變小 4 4、金屬的電化學(xué)腐蝕（了解）金屬的電化學(xué)腐蝕（了解）（一）金屬腐蝕（一）金屬腐蝕（1 1）. .概念概念

11、：金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。（2 2）. .金屬腐蝕的本金屬腐蝕的本質(zhì)質(zhì)金屬原子失去電子變成陽離子而損耗金屬原子失去電子變成陽離子而損耗（3 3）. .金屬腐蝕的分類：金屬腐蝕的分類：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕絕大多數(shù)金屬的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕絕大多數(shù)金屬的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧腐蝕電化學(xué)腐蝕通常有析氫腐蝕和吸氧腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕與與電電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕的比較的比較電化學(xué)電化學(xué)腐蝕腐蝕比比化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕普遍得多普遍得多金屬跟接觸到的物質(zhì)金屬跟接觸到的物

12、質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不純金屬跟接觸的電解不純金屬跟接觸的電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)無電流無電流無原電池?zé)o原電池構(gòu)成無數(shù)微小原電池構(gòu)成無數(shù)微小原電池有弱電流有弱電流金屬被腐蝕金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕金屬原子失去電子變成陽離子而損耗金屬原子失去電子變成陽離子而損耗鋼鐵的電化學(xué)腐蝕鋼鐵的電化學(xué)腐蝕鋼鐵表面吸附的水膜酸鋼鐵表面吸附的水膜酸性較強(qiáng)時(shí)性較強(qiáng)時(shí)Fe - 2e- = Fe2+2H+ + 2e- = H2Fe+ 2H+ = Fe2+ H2鋼鐵表面吸附的水膜酸鋼鐵表面吸附的水膜酸性較弱或呈中性時(shí)性較弱或呈中性時(shí)Fe - 2e- = Fe2+O22H2O4e-=4OH-Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2+2H2O=4Fe(OH)34Fe(OH)3Fe2O3xH2O(鐵銹鐵銹)+(3-x)H2O吸氧腐蝕比析氫腐蝕吸氧腐蝕比析氫腐蝕普遍得多普遍得多金屬的防護(hù)金屬的防護(hù)方方 法：法：1.1.改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)（如制不銹鋼）改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)（如制不銹鋼）2.2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層：在金屬表面覆蓋保護(hù)層：（1）在表面刷一層油漆；）在表面刷一層油漆；（2）在表面涂上機(jī)油；）在表面