1、廈大附中 黃耿陽,第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,鈕扣電池,攝像機(jī) 專用電池,多姿多彩的電池,普通干電池,手機(jī)電池,筆記本電腦 專用電池,鋅片表面產(chǎn)生氣泡,鋅片不斷溶解，銅片無明顯現(xiàn)象,同實(shí)驗(yàn)1,銅片表面有氣泡、鋅片無氣泡產(chǎn)生，但鋅片不斷溶解,鋅能置換硫酸中的氫，銅不能；鋅比銅活潑,Cu片表面為什么有氣泡而鋅片沒有？,同實(shí)驗(yàn)1,銅片表面有氣泡而鋅片無氣泡，但鋅片不斷溶解,1、銅片表面是什么氣體？ 2、銅片表面的H2是由什么粒子怎么轉(zhuǎn)變而來的？ 3、 H+在銅片表面得到的電子是誰提供的？ 4、鋅失去的電子是如何到達(dá)銅片上的? 5、你怎樣才能證明導(dǎo)線中有電子通過？,實(shí)驗(yàn)4,有電流產(chǎn)生

2、,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),總反應(yīng)：,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Zn+2H+=Zn2+H2,一、原電池,1.定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,2.原電池的電極,負(fù)極：電子流出,正極：電子流入,（Zn片、較活潑金屬）,（Cu片、較不活潑金屬）,3.原電池的電極反應(yīng)：,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),電池總反應(yīng)：,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Zn+2H+=Zn2+H2,原電池實(shí)質(zhì)：氧化還原反應(yīng),4.原電池的構(gòu)成條件,兩極相連形成閉合電路。,有兩種活動(dòng)性不同的金屬 （或一種金屬另一種是非金屬導(dǎo)體）作電極；,電極材料均插入電解質(zhì)溶液中（能自發(fā)進(jìn)行氧化 還原反應(yīng)）;,電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑

3、的金屬或 非金屬導(dǎo)體（正極） ，實(shí)質(zhì)是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。,5.原電池的原理：,探究原電池形成的材料,C,Zn,Cu,Fe,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(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.,(),(),4.原電池的構(gòu)成條件,兩極相連形成閉合電路。,有兩種活動(dòng)性不同的金屬 （或一種金屬另一種是非金屬導(dǎo)體）作電極；,電極材料均插入電解質(zhì)溶液中（能自發(fā)進(jìn)行氧化 還原反應(yīng)）;,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(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.,(),(),(),(),(),負(fù)極：,正極：,總反應(yīng)：,正極：,負(fù)極：,總反應(yīng)：,Zn2e- Zn

4、2+,2H+2e- H2,Zn+2H+Zn2+H2,Fe2e - Fe2+,Cu2+2e- Cu,Fe+Cu2+Fe2+Cu,二、 原電池原理的應(yīng)用,(1) 比較金屬性的強(qiáng)弱,活潑的金屬作負(fù)極（電子流出電極）,(2) 比較反應(yīng)速率,(3) 金屬的腐蝕及防護(hù),能構(gòu)成原電池的反應(yīng)比普通化學(xué)反應(yīng)快,電化學(xué)腐蝕比普通化學(xué)腐蝕快,鋼鐵的電化學(xué)腐蝕,負(fù)極（Fe）：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正極（C）： 2H2O O2 4e = 4OH ,應(yīng)用3,干電池,紐扣電池,蓄電池,鋰電池,燃料電池,化學(xué)電源,三、化學(xué)電源,利用原電池原理制造的供電裝置,2.分類：,一次電池 用過之后不能復(fù)原 如：干電池 二次

5、電池 充電過后可繼續(xù)使用 如：蓄電池 燃料電池,1.定義：,普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu),鋅筒,石墨棒,MnO2,NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等,A.一次電池（如干電池）,鋅錳干電池的電極反應(yīng),負(fù)極：Zn 2e- = Zn2+,2NH4+ 2e- = 2NH3+H2,正極：,總反應(yīng)：Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H2,2MnO2+ H2 = 2MnO(OH) ZnCl2+ 2NH3 = Zn(NH3)2Cl2,優(yōu)點(diǎn)：電流穩(wěn)定；安全；用途廣泛；污染少。 缺點(diǎn)：是一次性電池；內(nèi)部糊狀電解質(zhì)易泄漏出來，使得電器被腐蝕。,資 料：銀鋅原電池是用不銹鋼制成的小圓盒， 形似紐扣，故稱紐扣電池。

6、盒內(nèi)一端填充氧化 銀和石墨組成的活性材料，另一端填充鋅汞合 金組成的活性材料，電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液。 電極反應(yīng)如下： 鋅：Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 氧化銀：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,鋅是 極，發(fā)生 反應(yīng)； 氧化銀是 極，發(fā)生 反應(yīng)。 總反應(yīng)為： .,負(fù),氧 化,正,還 原,特點(diǎn)： 電流大，放電電壓平穩(wěn)，體積小、重量輕， 已廣泛用于小型電子計(jì)算器、高級(jí)儀表等方面。,Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag,B.二次電池（銀鋅紐扣電池）,鉛蓄電池,1859年由普南特(Plante)發(fā)明 ,一個(gè)半世紀(jì)以來，廣泛應(yīng)用于汽車、輪船、火車等交通工具的

7、點(diǎn)火電源和照明。,1、電極材料 2、電解質(zhì)溶液 3、電極反應(yīng)式：,正極：PbO2 負(fù)極：Pb,H2SO4溶液,負(fù)極（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4,正極（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O,C.二次電池（鉛蓄電池）,在汽車修理方面，有時(shí)需要向鉛蓄電池中補(bǔ)充一種溶液，你知道是什么溶液嗎？,燃料電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。 目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率近80%，約為火力發(fā)電的2倍。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的廢熱太多。燃料電池沒有噪聲及硫、氮氧化物等廢氣污染；

8、燃料電池發(fā)明于19世紀(jì)30年代末，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，到20世紀(jì)60年代才開始進(jìn)入實(shí)用階段。,D.燃料電池,新型綠色環(huán)保燃料電池車,優(yōu)點(diǎn)： 效率高 無污染 裝置可持續(xù)使用,燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)不斷從外界輸入氧化劑和還原劑，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。它是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”。,(1)堿性介質(zhì),正負(fù)兩極：多孔金屬,電解質(zhì)溶液：KOH溶液,2H2 + 4OH-4e- 4H2O,正極：O2+2H2O+4e- 4OH-,2H2 + O2 2H2O,電池總反應(yīng)式：,負(fù)極：,有水生成. 電解質(zhì)溶液的PH將變小,(2)酸性介質(zhì),正負(fù)兩極：多孔金屬,電解質(zhì)溶液：稀硫酸,負(fù)極：2H2 -4e- =4H+ 正極：O2+4H+4e- =2H2O 總反應(yīng)式： 2H2+O2 =2H2O,有水生成.電解質(zhì)溶液的PH將增大,氫氧燃料電池電極反應(yīng),2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,2其他燃料電池： 甲烷燃料電池: 該電池用金