《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》一、二課時課件

1、123活動與探究活動與探究(2)若將若將Zn片片,Cu片用一導(dǎo)線連接片用一導(dǎo)線連接再浸在再浸在H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？為什么？(1) 將一將一Zn片片,Cu片平行插入片平行插入H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？4(4)用一干電池連接電流計驗證用一干電池連接電流計驗證電子流向，確定電子流向，確定Zn片片, Cu片的片的正負極是怎樣的？正負極是怎樣的？(3)導(dǎo)線間接一電流計有何現(xiàn)象導(dǎo)線間接一電流計有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？產(chǎn)生？為什么？活動與探究活動與探究5一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.電池是怎樣工作的電池是怎樣工作的?（

2、1）什么是原電池？）什么是原電池？把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池做原電池6 意大利物理學(xué)家意大利物理學(xué)家 亞歷山德羅亞歷山德羅. .伏打伏打(Alessandro Volta)(Alessandro Volta)伏打電池伏打電池9Zn-2e-=Zn2+2H+ +2e-=H2還原劑還原劑(Zn)失去電失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)子，發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑氧化劑(H+)在銅極上在銅極上得到電子，發(fā)生還得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)原反應(yīng)還原劑失去的還原劑失去的電子從鋅極流電子從鋅極流出出流入銅極流入銅極.經(jīng)外電路經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-電流方向電流方向10 （2 2）原電池的電極

3、反應(yīng)式）原電池的電極反應(yīng)式氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)ZnZn2e2e- - ZnZn2+2+2H2H+ + + 2e+ 2e- -H H2 2負極負極正極正極Zn+2HZn+2H+ +ZnZn2+2+H+H2 2還原還原反應(yīng)反應(yīng)實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件一：形成條件一：活潑性不同的兩個電極活潑性不同的兩個電極負極：較活潑的金屬負極：較活潑的金屬正極：較不活潑的金屬、石墨等正極：較不活潑的金屬、石墨等（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成條件二：電極需插進電解質(zhì)溶液中形成條件二：電極需插進電解質(zhì)溶液中實驗探

4、究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件實驗探究形成原電池的條件形成條件三：必須形成閉合回路形成條件三：必須形成閉合回路（不可以）（不可以）142、組成原電池的條件、組成原電池的條件: (1)(1)有活潑性不同的兩個電極有活潑性不同的兩個電極(2)(2)兩電極都接觸電解質(zhì)溶液兩電極都接觸電解質(zhì)溶液(3)(3)正極、負極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回正極、負極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路路(4)(4)在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進行的氧化在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)。還原反應(yīng)。練習(xí)練習(xí)1：下列裝置哪些可以形成原電池下列裝置哪些可以形成原電池( )AAAAAAAZn CuFe

5、C(石墨石墨) Zn CuZn ZnFe 陶瓷陶瓷Fe CuSi C(石墨石墨) 稀稀H2SO4 CuSO4 溶液溶液 稀稀H2SO4 稀稀H2SO4 A B C DZn CuA稀稀H2SO4 CuSO4溶液溶液 酒精酒精 稀稀H2SO4 E F G HABCABC鋰電池鋰電池、化學(xué)電池分類、化學(xué)電池分類化學(xué)電池化學(xué)電池一次電池一次電池二次電池二次電池燃料電池燃料電池定義定義例子例子電池中的反應(yīng)物質(zhì)電池中的反應(yīng)物質(zhì)進行一次氧化還原進行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用就不能再次利用又稱充電電池或又稱充電電池或蓄電池蓄電池在放電后經(jīng)充電可使電在放電后經(jīng)充電可使電池中的活性

6、物質(zhì)獲得重池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用多次重復(fù)使用是一種連續(xù)地將燃料和是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電源，化成電能的化學(xué)電源，又稱連續(xù)電池又稱連續(xù)電池干電池：干電池：電池中的電池中的電解質(zhì)溶液制成膠電解質(zhì)溶液制成膠體，不流動，故稱體，不流動，故稱干電池干電池鉛蓄電池、鉛蓄電池、鋅銀蓄電池、鋅銀蓄電池、鎳鎘電池、鎳鎘電池、鋰離子電池鋰離子電池氫氣、甲醇、天然氣、氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料煤氣與氧氣組成燃料電池。電池。如：普通鋅錳電池、如：普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅堿性鋅錳電池、鋅銀紐扣電池銀紐

7、扣電池二、化學(xué)電源二、化學(xué)電源小型高性能小型高性能燃料電池燃料電池 1 1、一次電池、一次電池普通鋅錳干電池：普通鋅錳干電池：活性物質(zhì)為活性物質(zhì)為NHNH4 4ClCl和淀粉糊作和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有電解質(zhì)，還填有MnOMnO2 2 和炭黑。電極反應(yīng)式：和炭黑。電極反應(yīng)式：負負 極：極：Zn - 2eZn - 2eZnZn2+2+正正 極：極：2NH2NH4 4+ + + 2e + 2e+2MnO+2MnO2 2 MnMn2 2O O3 3+ 2NH+ 2NH3 3 H H2 2O O總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2NHZn + 2NH4 4+ + +2MnO +2MnO2 2 ZnZn2+2+

8、 +Mn +Mn2 2O O3 3+ 2NH+ 2NH3 3 H H2 2O O 優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。 缺點：放電時間短，電壓下降快。缺點：放電時間短，電壓下降快。堿性鋅錳干電池：堿性鋅錳干電池：活性物質(zhì)為活性物質(zhì)為KOHKOH和淀粉糊作電解質(zhì)，還填和淀粉糊作電解質(zhì)，還填有有MnOMnO2 2 和炭黑。電極反應(yīng)式：和炭黑。電極反應(yīng)式：負負 極：極：Zn - 2eZn - 2e + 2OH+ 2OH- - Zn(OH)Zn(OH)2 2正正 極：極：2MnO2MnO2 2 + 2e + 2e+ 2H+ 2H2 2O O 2MnOOH + 2OH2MnOOH + 2

9、OH- -總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn + 2MnOZn + 2MnO2 2 + 2H + 2H2 2O O 2MnOOH + Zn(OH)2MnOOH + Zn(OH)2 2優(yōu)點：優(yōu)點：電流穩(wěn)定，放電容量、時間增大幾倍，電流穩(wěn)定，放電容量、時間增大幾倍， 不會氣漲或漏液。不會氣漲或漏液。缺點：缺點：多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴。多數(shù)只能一次使用，不能充電；價格較貴。銀鋅電池銀鋅電池總反應(yīng)式總反應(yīng)式: : ZnAg2OH2O2AgZn(OH)2 電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式: 負極負極: Zn2OH-2e-Zn(OH)2 正極正極: Ag2OH2O2e-2Ag2OH- 電解液電解液: KOH溶液溶液

10、這種電池比能量大、電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適這種電池比能量大、電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適宜小電流連續(xù)放電，常制成紐扣式電池，廣泛用于電宜小電流連續(xù)放電，常制成紐扣式電池，廣泛用于電子手表、照相機、計算器和其他微型電子儀器。子手表、照相機、計算器和其他微型電子儀器。2 2、二次電池、二次電池鉛蓄電池鉛蓄電池：其電池反應(yīng)可以正向和逆向進行蓄其電池反應(yīng)可以正向和逆向進行蓄電池放電時為自發(fā)電池，充電時為電解池充電電池放電時為自發(fā)電池，充電時為電解池充電后電池容量得到恢復(fù)，充放電次數(shù)可達千百次后電池容量得到恢復(fù)，充放電次數(shù)可達千百次 。放電時電極反應(yīng)式：放電時電極反應(yīng)式：負負 極：極：Pb + SOPb +

11、 SO4 42-2- -2e -2e- -PbSOPbSO4 4正正 極：極：PbOPbO2 2 + 4H + 4H+ + + SO + SO4 42-2- + 2e + 2e- -PbSOPbSO4 4 + 2H + 2H2 2O O總反應(yīng)：總反應(yīng)：Pb + PbOPb + PbO2 2 + 2H + 2H2 2SOSO4 42PbSO2PbSO4 4 + 2H + 2H2 2O O充電充電時電極反應(yīng)式與放電時電極反應(yīng)式相反，時電極反應(yīng)式與放電時電極反應(yīng)式相反，所以可以把上述反應(yīng)寫成一個可逆反應(yīng)式：所以可以把上述反應(yīng)寫成一個可逆反應(yīng)式： Pb + PbOPb + PbO2 2 + 2H +

12、2H2 2SOSO4 4 2PbSO2PbSO4 4 + 2H + 2H2 2O O放電放電充電充電優(yōu)點：優(yōu)點：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉。安全可靠、價格低廉。缺點：缺點：比能量低、笨重、廢棄電池污比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境。染環(huán)境。3 3、燃料電池、燃料電池一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。換成電能的化學(xué)電池。電池的電極本身不電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件。包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件。工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，工作時，燃料和氧化劑連續(xù)

13、地由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點。清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點。燃料電池燃料電池氫氧燃料電池：氫氧燃料電池：一種高效低污染的新型電一種高效低污染的新型電池。池。 負負 極：極：2H2H2 2 - 4e - 4e- -4H4H+ + 正正 極：極：O O2 2 + 4H + 4H+ + + 4e + 4e- -2H2H2 2O O 總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2H2 2 + O + O2 22H2H2 2O O酸性電解質(zhì)：酸性電解質(zhì)：堿性電解質(zhì)堿性電解質(zhì):

14、 : 負負 極極: 2H: 2H2 2- 4e- 4e- -+ 4OH+ 4OH- - =4H=4H2 2O O 正正 極極: O: O2 2+ 2H+ 2H2 2O+ 4eO+ 4e- - = 4OH= 4OH- - 總反應(yīng)總反應(yīng): 2H: 2H2 2+ O+ O2 2 = 2H= 2H2 2O O中性電解質(zhì)中性電解質(zhì): : 負負 極極: 2H: 2H2 2- 4e- 4e- - =4H=4H+ + 正正 極極: O: O2 2+ 2H+ 2H2 2O+ 4eO+ 4e- - = 4OH= 4OH- - 總反應(yīng)總反應(yīng): 2H: 2H2 2+ O+ O2 2 = 2H= 2H2 2O O電解質(zhì)

15、溶液：電解質(zhì)溶液：KOHKOH負極：負極：CHCH4 4+10 OH+10 OH- -8e8e- - = CO = CO3 32-2-+7H+7H2 2O O正極：正極：2O2O2 2 + 4H + 4H2 2O + 8eO + 8e- - = 8OH = 8OH- -甲烷燃料電池。甲烷燃料電池。CHCH4 4 +2O +2O2 2+2OH+2OH- - = CO = CO3 32-2- + 2H + 2H2 2O O甲醇燃料電池甲醇燃料電池2CH2CH3 3OH+4OHOH+4OH- -+3O+3O2 2=2CO=2CO3 32-2-+6H+6H2 2O O電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液：KOHKO

16、H正極：正極：3O3O2 2 + 6H + 6H2 2O + 12eO + 12e- - = 12OH = 12OH- -負極：負極：2CH2CH3 3OH+16OHOH+16OH- - 12e 12e- - =2CO =2CO3 32-2-+12H+12H2 2O O五、書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：五、書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點：金屬的電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕O2+4e + 2H2O 4OH 鋼鐵在中性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕Fe2eFe2+正極：負極：在酸性環(huán)境中金屬發(fā)生析氫腐蝕1表面鍍有保護金屬層的表面鍍有保護金屬層的鐵片，當(dāng)鍍層有破損時比普鐵片，當(dāng)鍍層有破損時比普通鐵片更易腐蝕的是（

17、通鐵片更易腐蝕的是（ ）。）。A白鐵（鍍鋅鐵）白鐵（鍍鋅鐵）B馬口鐵（鍍錫鐵）馬口鐵（鍍錫鐵） C 鍍銅鐵鍍銅鐵練習(xí)金屬的防護 每年由于腐蝕而直接損耗的金屬材料，約占金屬年產(chǎn)量的10 金屬腐蝕的原因：金屬本身的組成和結(jié)構(gòu)是銹蝕的根據(jù)；外界條件（如：溫度、濕度、與金屬接觸的物質(zhì)）是促使金屬銹蝕的客觀因素。(1)改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，可以增強 金屬耐腐蝕的能力。如：不銹鋼。(2)在金屬表面覆蓋一層保護層，以斷 絕金屬與外界物質(zhì)接觸，達到耐腐 蝕的效果。（油脂、油漆、搪瓷、 塑料、電鍍金屬、氧化成致密的氧 化膜） (3)電化學(xué)保護法：犧牲陽極陰極保護 法、外加電流陰極保護法。 防護：37小結(jié)小結(jié) 在同