專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化,第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,原電池的工作原理,判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池，并思考原電池的構(gòu)成條件,知識回顧,Cu,Zn,形成原電池的條件,前提條件：有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)、放熱反應(yīng),（1）有兩種活潑性不同的導(dǎo)電材料(不同的金屬或金屬與非金屬導(dǎo)體）作電極,（2）兩個電極必須插入電解質(zhì)溶液中,（3）兩極相連形成閉合回路（用導(dǎo)線連接或電極直接接觸）,原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,正極（銅電極）：2H+2e-=H2負極（鋅電極）：Zn-2e-=Zn2+,電池反應(yīng)：Zn+2H+=H2+Zn2+（總反應(yīng)）,原電池電極反應(yīng)、電池反應(yīng)的書寫,Zn,Cu,Zn,Cu,A,B,C,D,E,F,下列哪些裝置能構(gòu)成原電池？相應(yīng)的電極反應(yīng),負極Zn：,Zn2e-Zn2+,正極C：,2H+2e-H2,總反應(yīng)：,Zn+2H+Zn2+H2,負極：,2e-2+,正極C：,2Ag+2e-2Ag,總反應(yīng)：,Cu+2Ag+Cu2+2Ag,設(shè)疑若F中兩燒杯中的電解質(zhì)溶液用能使陰陽離子移動的裝置連接起來，能否形成原電池？,探究一：,預(yù)測實驗1的現(xiàn)象和結(jié)論,現(xiàn)象:,鋅粉溶解,有紅色物質(zhì)析出,溫度計顯示溫度迅速上升.,結(jié)論:,Zn+Cu2+Zn2+Cu,探究二：,預(yù)測實驗2的現(xiàn)象和結(jié)論,現(xiàn)象:,鋅片變細,銅上有紅色物質(zhì)析出,電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).,結(jié)論:,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂作成的凍膠。,1、鹽橋的作用：使Cl-向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。,正極（銅電極）：Cu2+2e-=Cu負極（鋅電極）：Zn-2e-=Zn2+,電池反應(yīng)：Zn+Cu2+=Cu+Zn2+（總反應(yīng)）,此電池的優(yōu)點：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。,活動探究,請結(jié)合組成原電池的條件，將氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+設(shè)計成一個原電池。,1、電解溶液：。2、電極材料：正極，負極。3、電極反應(yīng)式：正極:。負極:。,CuSO4溶液,Fe,C,Cu2+2e-Cu,Fe2e-Fe2+,1、判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.,2H+2e-H2,負極：,總反應(yīng)：,正極：,Zn2e-Zn2+,Zn+2H+Zn2+H2,(),隨堂檢測,正極：,負極：,總反應(yīng)：,Fe2e-Fe2+,Cu2+2e-Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,Fe+CuSO4Cu+FeSO4,負極：,Zn2e-Zn2+,正極：,Cu2+2e-Cu,總反應(yīng)：,Zn+Cu2+Zn2+Cu,或Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,2、一個原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2+Cu，該反應(yīng)的原電池的組成正確的是,3、已知氧化還原反應(yīng)Cu2FeCl3=2FeCl2CuCl2，利用這一反應(yīng)設(shè)計一個原電池，畫出示意圖，標出電極材料，電解質(zhì)溶液，寫出電極反應(yīng)式。,正極：,負極：,總反應(yīng)：,Cu2e-Cu2+,2Fe3+2e-2Fe2+,2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,負極：Fe2e-=Fe2+正極：2H+2e-=H2總：Fe+2H+=Fe2+H2,負極：Fe2e-=Fe2+正極：2H2O+O2+4e-=4OH-總：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,不同的介質(zhì)不同的電極反應(yīng),負極：Al+4OH3e-=AlO2+2H2O正極：2H2O+2e-=H2+2OH總：2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2,稀硫酸,負極：Mg2e-=Mg2+2H2O正極：2H+2e-=H2總：Mg+2H+=Mg2+H2,負極：Cu2e-=Cu2+正極：2H+NO3+e-=NO2+H2O總：Cu+4H+2NO3=2NO2+Cu2+2H2O,稀H2SO4,負極：Al3e-=Al3+2H2O正極：2H+2e-=H2總：2Al+6H+=2Al3+3H2,下列關(guān)于下圖所示原電池的說法正確的是A鋁片為正極B正極上有H2產(chǎn)生CAl是電池的負極，開始工作時溶液中會立即有白色沉淀析出D當(dāng)轉(zhuǎn)移0.04mole-時，產(chǎn)生0.01molO2,Cu,專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化,第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,化學(xué)電源,鋰電池,干電池,紐扣電池,各類電池,蓄電池,銀鋅紐扣電池是用不銹鋼制成的小圓盒，形似紐扣，故稱紐扣電池。兩極分別為氧化銀和鋅，電解質(zhì)為KOH溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成銀和氧化鋅。,鋅是極，發(fā)生反應(yīng)；氧化銀是極，發(fā)生反應(yīng)?？偡磻?yīng)為：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag負極（鋅）：正極（氧化銀）：,負,氧化,正,還原,1、干電池-一次電池,Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,負極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+正極（石墨）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O,普通鋅錳干電池,總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O,堿性鋅錳干電池（用KOH代替NH4Cl能提高性能，延長壽命）,負極（鋅筒）：正極（石墨）：,總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH,Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-,氫氧燃料電池的工作原理,酸性條件：,負極（H2）：,2H2-4e=4H+,堿性或中性條件：,負極（H2）：,2H2+4OH-4e=4H2O,正極（O2）：O2+2H2O+4e=4OH,總反應(yīng)：2H2O22H2O,總反應(yīng)：2H2O22H2O,2、燃料電池,氫氧燃料電池結(jié)構(gòu),正極（O2）：O2+4H+4e=2H2O,【拓展】,一種新型燃料電池，它是以兩根金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通入甲烷和氧氣。電極反應(yīng)為：負極：正極：電池總反應(yīng)：,2O2+4H2O+8e-=8OH-,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,3、充電電池,充電電池又稱二次電池，它在放電時所進行的氧化還原反應(yīng)，在充電時又逆向進行，使生成物恢復(fù)原狀，如此充放電可循環(huán)進行，至一定周期后終止。,汽車用蓄電池,鉛蓄電池放電時的電極反應(yīng)：負極：Pb+SO42-2e-PbSO4正極：PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O,總反應(yīng)：PbO2+Pb+4H+2SO42-=2PbSO4+2H2O,鉛蓄電池充電時的電極反應(yīng)：負極：PbSO4+2e-Pb+SO42-正極：PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H+SO42-,總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+4H+2SO42-,海水電池,1991年，我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為能源的新型電池，用作航海標志燈。該電池以取之不的海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。這種海水電池的能量比“干電池”高2050倍。電極反應(yīng)式為：負極：正極：電池總反應(yīng)：,4Al-12e-=4Al3+,3O2+6H2O+12e-=12OH-,4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,【拓展】,鎳鉻電池,特點：比鉛蓄電池耐用，可密封反復(fù)使用。,NiO2（S）+Cd（S）+2H2O（L）=Ni（OH）2（S）+Cd（OH）2（S）,Ag2O（S）+Cd（S）+H2O（L）=2Ag（S）+Cd（OH）2（S）,1、電極材料及原料2、電解質(zhì)溶液3、優(yōu)點4、應(yīng)用領(lǐng)域,鋰電池,摩托羅拉6188/6288原裝鋰電池,正極：金屬氧化物負極：鋰,使用壽命長，質(zhì)量輕、電壓高、工作效率高、壽命長、質(zhì)量輕、體積小,有機溶劑,電腦、照相機、手表、心臟起博器,索尼數(shù)碼相機鋰電池,鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為Li+MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是（）A、Li是正極，電極反應(yīng)為Lie-=Li+B、Li是負極，電極反應(yīng)為Lie-=Li+C、Li是負極，電極反應(yīng)為MnO2+e-=MnO2D、Li是負極，電極反應(yīng)為Li2e-=Li2+,熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)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為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃氣，制得在650下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：陽極反應(yīng)式：2CO+2CO32-=4CO2+4e-陰極反應(yīng)式：_總電池反應(yīng)式：_,練習(xí),2CO+O2=2CO2,O2+2CO2+4e-=2CO32-,如圖是2004年批量生產(chǎn)的筆記本電腦所用的甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H+)和電子。電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達另一極與氧氣反應(yīng)。電池總反應(yīng)式為：2CH3OH3O22CO24H2O。下列說法中正確的是A左邊的電極為電池的負極，a處通入的是甲醇B右邊的電極為電池的負極，b處通入的是空氣C電池負極的反應(yīng)式為：CH3OH+H2O6e=CO2+6H+D電池的正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e=4OH,A、C,