化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化

1、關(guān)于化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化第1頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四熱身一下 判斷下列裝置屬于原電池的是 ，屬于電解池的是 ，屬于電鍍池的是 。（1）（2）（3）（4）（8）（7）（6）（5）(1)(4)(3)(5)(8)(5)第2頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四原電池電解池定義裝置舉例 形成條件將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置活動性不同的兩電極連接電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)形成閉合電路能夠自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)兩電極接電源電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)外接直流電源成閉合回路知識一原電池、電解池構(gòu)成條件第3頁，共28頁，2022年，5月20日，

2、13點18分，星期四電極名稱負極：正極：陽極：與電源 極相連的極陰極：與電源 極相連的極電極反應(yīng)負極：正極：陽極： 陰極： 電子流向離子遷移陰離子向 極移動陽離子向 極移動 陰離子向 極移動陽離子向 極移動 知識二、原電池、電解池原理比較由負極沿導(dǎo)線流向正極由電源負極流入陰極，再由陽極流回電源正極 較活潑的金屬（電子流出的一極） 較不活潑的金屬或 能導(dǎo)電的非金屬（電子流入的一極）正負金屬失電子,氧化反應(yīng)溶液中陰離子或電極金屬失電子，氧化反應(yīng)ZnZn2+ +2e- 2Cl Cl2 +2e溶液中陽離子得電子或氧氣得電子(吸氧腐蝕)，還原反應(yīng)2H+ + 2e H2溶液中陽離子得電子，還原反應(yīng)2H+

3、+ 2e H2負正陽陰第4頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律： 若無外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定；若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同則為電鍍池，其余情況為電解池。第5頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四問題研究如圖所示是什么裝置？兩極發(fā)生什么現(xiàn)象？應(yīng)該如何解釋？若取出鹽橋，又有什么現(xiàn)象？為什么？第6頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四4、正負極的判斷方法：（2）根據(jù)電流方向或電子流動的方向判斷（3）根據(jù)發(fā)

4、生的反應(yīng)判斷活潑性強的金屬 作 負極活潑性較弱的金屬或非金屬作正極電子流出的一極為負極,電子流進的一極為正極電流是由正極流向負極 發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負極,發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極（4）根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象判斷 質(zhì)量減輕的一極為負極,質(zhì)量增加或有氣泡冒出的一極為正極（5）根據(jù)離子的定向移動方向判斷 陽離子移向正極，陰離子移向負極知識掃描（1）根據(jù)兩極材料判斷第7頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四稀硫酸CFeACuZn硫酸銅溶液食鹽水FeCA負極：Zn-2e-=Zn2+正極：Cu2+2e-=Cu總：Zn+ Cu2+ Zn2+Cu負極： Fe - 2e- = Fe2+正極： 2H

5、+ + 2e- = H2總：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 負極： 2Fe -4e- = 2Fe2+正極： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-總：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫第8頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四知識三原電池的應(yīng)用1、燃料電池第9頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 負極正極負極 正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2

6、O2 知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（固體燃料電池）第10頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四例: 據(jù)報道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電.試寫出該電池放電時的電極反應(yīng)和總反應(yīng)式.試寫乙醇作燃料， KOH作電解質(zhì)溶液的燃料電池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)5、電極反應(yīng)式的書寫（燃料電池）知識掃描 燃燒反應(yīng)式2CH3OH3O22CO24H2O電池總反應(yīng)2CH3OH3O2OH2CO326H2O負極: 2CH3OH12e 16OH 2CO3212H2O正極: 3O26H2O12e1

7、2OH第11頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四1.(2006重慶理綜)鉛蓄電池是典型的可充型電池，正負極板是惰性材料，電池總反應(yīng)式：Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO42H2O請回答下列問題：放電時：正極的電極反應(yīng)式是 電解液中H2SO4的濃度將變 ； 當(dāng)外電路通過1mol電子時，理論上負 極板的質(zhì)量增加 g。 放電充電 PbO2+2e+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O； （負極：Pb-2e+SO42- =PbSO4 ）變小48知識掃描5、電極反應(yīng)式的書寫（蓄電池）第12頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四原電池電極反應(yīng)的書寫技

8、巧1、僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池： 負極：M-xe=Mx+ 正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬2、電極材料本身均不參與反應(yīng)的電池（燃料電池） 兩電極材料均為惰性電極 可燃性氣體在負極失電子,助燃性氣體在正極得電子 電極反應(yīng)考慮電解質(zhì)溶液3、兩個電極均參與反應(yīng)的原電池（如蓄電池) 電極材料：金屬為負極，金屬化合物為正極 電子得失均由兩電極本身發(fā)生 電極反應(yīng)需考慮電解質(zhì)溶液的參與 方法點撥 注意原子守恒、得失電子守恒和電荷守恒的運用第13頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四知識三原電池的應(yīng)用【規(guī)律總結(jié)】 原電池的電極為惰性電極時，應(yīng)考慮通入的氣體或空氣中的氧氣發(fā)生的反應(yīng)（

9、吸氧腐蝕的正極反應(yīng)）。 判斷電極反應(yīng)、書寫電極反應(yīng)式時，不能忽視電解質(zhì)中某些可參加反應(yīng)的微粒。第14頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四原電池應(yīng)用化學(xué)電源負極（鋅筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正極（石墨） ： 2NH4+ +2e-+2MnO2= 2NH3+ H2O+Mn2O3 總反應(yīng)：Zn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+H2O+Mn2O3 1、鋅-錳干電池(酸性）常用電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)式書寫第15頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四2、鉛蓄電池負極Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正極PbO2：PbO2+4H+

10、+ SO42- +2e- =PbSO4+2H2O總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放電充電第16頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四鈕扣電池：不銹鋼制成一個由正極殼和負極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負極蓋一端填充鋅汞合金作負極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO，3、銀-鋅電池負極：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正極：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 總反應(yīng)： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag第17頁，共28頁，2022年，5月20

11、日，13點18分，星期四6、鋰電池鋰亞硫酰氯電池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S負極： ；正極： 。用途：質(zhì)輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩(wěn)定電壓、工作溫度寬、高使用壽命，廣泛應(yīng)用于軍事和航空領(lǐng)域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S第18頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四知識三原電池的應(yīng)用 炒過菜的鐵鍋未及時洗凈（殘液中含有NaCl），第二天便會因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。試回答： （1）鐵鍋的銹蝕應(yīng)屬于 ，腐蝕的原因 。 （2）鐵鍋銹蝕的電極反應(yīng)式為： 負極 ； 正極 ； 正、負極反應(yīng)

12、產(chǎn)物會繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式或化學(xué)方程式為 。電化學(xué)腐蝕 鐵鍋為鐵合金，鐵和含有的少量碳及NaCl殘液構(gòu)成了原電池 2Fe 4e 2Fe2+2H2O+O2+4e 4OH Fe2+2OH =Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；Fe(OH)3Fe2O3nH2O2、金屬腐蝕第19頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四知識三原電池的應(yīng)用2、金屬腐蝕鋼鐵電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕正極：2H+2e H2負極：FeFe2+ +2e負極：2Fe2Fe2+ +4e正極：O2+2H2O+4e 4OH金屬腐蝕快到慢順序：電解槽的陽極原電池負極直接置于空氣原

13、電池正極電解槽的陰極金屬防護a、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。b、在金屬表面覆蓋一層保護膜。c、電化學(xué)保護法：外加電流的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法第20頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四1、（1）若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕,電極反應(yīng)式為：負極： ,正極： ； 若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為： 負極： 正極： 。（2）如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：中性或堿性 吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 例題解析第21頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四練一練可用

14、于電動汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng) 都為：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液為電解液時，負極反應(yīng)為： Al3OH 3e Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解 液的pH保持不變D電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極A第22頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四練一練鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極格板是惰 性材料，電池總反應(yīng)式為： Pb+PbO2+4H+2SO42- 2PbSO4+2H2O 回答下列問題（

15、不考慮氫、氧的氧化還原） （1）放電時：正極的電極反應(yīng)式是 _ _; 電解液中H2SO4的濃度將變_;當(dāng)外 電路通過1 mol電子時，理論上負極板的質(zhì) 量增加_g。 （2）在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按題27圖連接，電 解一段時間后，則在A電極上生成_、B電極上生成 _,此時鉛蓄電池的正負極的極性將_ _。 （1）PbO2 + 2e + 4H+ +SO42 = PbSO4 + 2H2O ；小；48（2）Pb； PbO2 ；對換。第23頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四原電池的內(nèi)外電路外電路內(nèi)電路陽極負極返回第24頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四原電池中電子、離子的定向移動e-+返回第25頁，共28頁，2022年，5月20日，13點18分，星期四6. 2012福建理綜化學(xué)卷9將右圖所示實驗裝置的K閉合，下列判斷正確的是A電極上發(fā)生還原反應(yīng)B電子沿ZnabCu路徑流動C片刻后甲池中c（SO42）增大D片刻后