必修2原电池2

2.化学能转变为电能---有电流产生---有电子的定向移动---发生氧化还原反应即原电池反应一定是氧化还原反应把化学能转变为电能的装置----原电池概念理解:1.有能量变化---发生化学反应3.还原剂e-氧化剂失电子得电子(1)有活泼性不同的两个电极(电极材料为导体:金属或金属与能导电的非金属电极)(2)电解质溶液(3)形成闭合回路uC4OS2H一般负极材料与电解质溶液有自发地氧化还原反应发生,正极材料不反应4.装置---形成条件*下列哪几个装置能形成原电池？CuFeH2SO4CuFeNaCl溶液CuFeNaCl溶液CuZn酒精CuZnH2SO4H2SO41234567nZnZ4OS2H8ZnH2SO4CuH2SO49nZCu4OSCuCuFeFeCl3FeZnH2SO41011一般金属电极参加原电池反应时,较活泼金属作负极,作还原剂,被氧化,失电子.可利用金属活动性顺序表判断-----(K、Ca、Na)Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞（H）＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au较不活泼金属作正极,电解质溶液中的阳离子在正极上得电子，被还原,做氧化剂.可利用金属活动性顺序表判断阳离子得电子能力的强弱及氧化性强弱K+＜Ca2+＜Na+＜Mg2+＜Al3+＜Zn2+＜Fe2+＜（H+）＜Sn2+＜Pb2+＜Cu2+＜Fe3+＜Hg2+＜Ag+ZnCuA稀硫酸负极电子流出极发生氧化反应Zn–2e-=Zn2+正极电子流入极发生还原反应2H++2e-=H2↑化学能电能材料相对活泼材料相对不活泼电解质溶液负极反应式正极反应式：原电池原理电极电解质溶液1.ZnFeFeSO42.SnFeH2SO43.CuCFeCl34.CuFeFe(NO3)35.CuAgAgNO36.FeAgCuSO4(负极)(正极)(正极)(负极)(负极)(正极)(正极)(负极)(负极)(正极)(负极)(正极)负极：Al+4OH－—3e-=AlO2－+2H2O正极：2H2O+2e-=H2↑+2OH－总：2Al+2OH－+2H2O=2AlO2－+3H2↑负极：Cu—2e-=Cu2+正极：2H++NO3－+e-=NO2↑+H2O总：Cu+4H++2NO3－=2NO2↑+Cu2++2H2O是否金属越活泼，一定作负极？在判断电极及电极反应时要注意考虑介质对其的影响！二、化学电源1)概念:将化学能变成电能的装置2)分类:①一次电池又称不可充电电池——如：干电池②二次电池又称充电电池——蓄电池③燃料电池3)优点:4)电池优劣的判断标准:①能量转换效率高，供能稳定可靠。②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。③易维护，可在各种环境下工作。①比能量［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少②比功率[符号是W/kg，W/L)]指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小③电池的储存时间的长短a、干电池(普通锌锰电池）干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液，还填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。电池内总的反应式为：请写出各电极的电极反应。一次电池2NH4Cl＋Zn＝ZnCl2＋2NH3↑＋H2↑干电池小结负极:Zn－2e-＝Zn2＋普通锌锰干电池：（-）ZnZnCl2、NH4Cl（糊状）石墨(ＭnO2)(+）正极:2NH4+＋2e-＝2NH3↑＋H2↑总电池反应方程式：2NH4Cl＋Zn＝ZnCl2＋2NH3↑＋H2↑缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液改进后碱性锌锰电池的优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……铅蓄电池1)正负极材料正极：PbO2负极：Pb2)工作机制电解质：H2SO4溶液铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程二次电池放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)氧化反应还原反应负极：①放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程3)优缺点简析缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……银锌蓄电池正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。反应式为：2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O写出电极反应式。充电放电1970-1975,开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983,为美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992,为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。大有发展前景的燃料电池燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近80%，约为火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的大致情况如下：燃料电池燃料电池优点：能量转化率高，可持续使用，对环境友好用途：宇宙飞船，应用前景广阔负极:2H2+4OH-－4e-＝4H2O正极:O2+2H2O＋4e-＝4OH-总反应方程式：2H2＋O2＝2H2O（-）Ni（多孔）KOH（溶液）NiO2(+）燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O酸性负极正极中性负极正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-