原电池复习(1)

原电池复习制作富阳中学陈朝辉问题讨论1:根据原电池的形成条件及工作原理，你认为从哪些角度可以正确判断原电池的正负极?①电极材料．（较活泼金属为负极，另为正极）②电极反应现象．（不断溶解，质量减少为负极；气体产生，质量增加或不变为正极）③外电路电子流动方向．（负极流向正极）④电极反应本质．（负极氧化反应，正极还原反应）1、1991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20到50倍。运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。负极正极4Al-12e=4Al3+3O2+6H2O+12e=12OH-不活泼金属或碳Cu2已知：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2利用这一反应，试设计一个原电池，画出示意图，标明电极材料名称，电解质溶液，然后填空：正极，电极反应负极，电极反应2Fe3++2e=2Fe2+Cu-2e=Cu2+问题讨论２:你能举例说明两个电极材料均参与反应的原电池吗？问题讨论３:作为一个电池的消费者，你希望使用怎样的电池？假如你是一个电池的研究生产者，你应该开发生产怎样的电池？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，到本世纪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：可用两个多孔石墨电极（分别含有不同的催化剂）插入作为电解质的30%的KOH水溶液中，氧气和氢气分别不断通入正极和负极并不断被消耗。两极发生的电化学反应：负极:H2+2OH--2e=2H2O,正极:(1/2)O2+H2O+2e=2OH-总反应为:H2+(1/2)O2=H2O该类型的燃料电池曾在1967年首次被用作阿波罗宇宙飞船的电源。3、飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。已知这种电池发1度电时能生成350g水，试计算能量转化率。[2H2（气）+O2（气）=2H2O（液）+572kJ]CH4-8e+10OH-=CO32-+7H2O4、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受价格和来源的限制。常用的燃料，往往是某些碳氢化合物，如甲烷，汽油等。若燃料电池中H2换成CH4时，电池内总反应方程式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，则负极发生反应的电极反应式是(64.7%)问题讨论4:作为地球村的一员，无论是电池的研究者，生产商，还是消费者，我们都应承担什么义务？绿色电池种种迅猛发展的绿色环保电池是指近年来研制、开发和已投入使用的高性能、无污染电池。金属氢化物镍电池与镉镍电池有相同的工作电压(12伏)，但由于采用了稀土合金或TiNi合金储氢材料作为负极活性物质，取代了致癌物质镉，使其成为一种绿色环保电池。锂离子蓄电池系由碳作负极，嵌锂的金属氧化物作正极和有机电解质构成，其工作电压为36伏，因此一个锂离子电池相当三个镉镍或金属氢化物镍电池。可充电碱锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起来的，由于应用了无汞化的锌粉及新型添加剂，不仅保持了原电池的电流放电特性，而且能充电使用几十次至几百次。太阳能电池利用P—N结的光电效应，把太阳光能直接转换成电能，满足用户需要。这种发电具有无需燃料、无污染、无噪声、运行简单可靠、减少维护、建设周期短等特点，已被空间和无常规能源的地域广泛采用。。课堂总结1、仅有一个电极材料参与反应的原电池：负极：M-xe=Mx+正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属2、两个电极均参与反应的原电池（如蓄电池，纽扣电池）①电极材料：金属为负极，金属化合物为正极．②电子得失均由两电极本身发生．③电极反应需考虑电解质溶液的参与．3、电极材料本身均不参与反应的电池（燃料电池）①两电极材料均为惰性电极．②负极－可燃性气体失电子，正极－助燃性气体得电子．③电极反应考虑电解质溶液．谢谢大家！富阳中学1、在含有H2S气体的空气中，银器表面易变黑（生成了Ag2S），原因是银发生了（填析氢或吸氧）腐蚀，其电极反应式为：负极正极，最终在表面生成Ag2S的离子反应方程式为．为了除去银器表面Ag2S，可采用如下方法：在一个铝制的容器中放入食盐溶液，将银器浸入食盐溶液，使银器与铝接触良好．过一段时间，银器表面变为银白色，并闻到臭鸡蛋的气味，观察到有少量白色絮状沉淀生成，请用电极反应式和离子方程式表示上述过程．巩固练习2、熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在65℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e正极反应式：总反应式：3、已知：铅蓄电池充电完毕后，电池中硫酸的密度为1，放电完毕后，溶液的密度变为2。又铅蓄电池充电时的反应：2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4法拉第常数：F=96500C/mol⑴写出铅蓄电池使用时所产生的总反应式及两电极上的半反应。⑵已知充放电完毕后，溶液的密度是下列两个数据：1.10g/cm3,相当于含14.35%(质量)的硫酸，1.28g/cm3,相当于含36.87%(质量)的硫酸请指出分别1，2对应于哪一个数据？⑶用什么方法可以确定什么时候该充电什么时候该停止充电？⑷按方程式计算生成及消耗的水和硫酸的质量。⑸计算一个电容量为4.32×106C的蓄电池中需加多少硫酸？⑹用久了的铅蓄电池会对环境造成污染，为什么？充电