必修二2.2《化学能与电能》
人教版化学必修二2.2-化学能与电能-配套讲课课件

C.CH3OH(g)+H2O(l) -6e- ===CO2(g)+6H+(aq) D.O2(g)+2H2O(l)+4e-===4OH-(aq)
【答案】 C 【点拨】 甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应,氧气在 正极发生还原反应,故B、D错误;A项不是电极反应式。
特点:高能电池,电压高,质量轻, 贮存时间长等。
用途:电脑、手表、心脏起搏器等。
(3)燃料电池
氢氧燃料电池(碱性介质):
负极:
2H2+4OH— -4e— =4H2O (氧化反应)
正极:
氢氧燃料电池结构
O2+H2O+4e—=4OH—(还原反应) 总反应:2H2+O2=2H2O
练习 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利 用细菌将有机物转化为氢气,氢气进入以磷酸为电解质的 燃料电池发电,电池负极反应为( )
阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
练习2:请在图上标出电子的流动方向和电流方向,
并判断正负极,写出电极反应式和总反应式.
I e-
e- I
Ag
Fe
Zn
Cu
H2SO4 (aq)
CuSO4 (aq)
负极( Fe ): Fe-2e - = Fe 2+ . 负极( Zn): Zn-2e - = Zn2+ .
人教版高一化学必修二第二章第二节化学能和电能
间接:化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能
装置
直接:
原电池
工 作
概
构 成
原念条
理
件
原电池知识要点
人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》课件(共29张PPT)

发展中的新型电池
(1)钮扣电池(Ag-Zn电池):不锈钢 制成一个由正极壳和负极盖组成的小 圆盒,盒内靠正极一端填充由Ag2O和少 量石墨组成的正极活性材料,负极盖 一端填充锌汞合金作负极活性材料, 电解质溶液为浓KOH溶液,已知电池内 Zn的氧化产物为ZnO。
电池反应:
负极:Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极:Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH总反应: Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag
3、燃料电池——高效、环境友好的化学电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电 能的化学电池。 它的电极材料一般为活性电极,具有很强的催化活性,如铂电极, 活性炭电极等。 (例如:H2和O2的燃料电池,CH4和O2的燃料电池)
小型高性能燃料 电池
氢氧燃料电池工作原理:
总反应:2H2 + O2 =2H2 O
笔记本电脑专用电池
锂电池(有机溶剂电解液)
负极:2Li-2e—=2Li+ 正极:I2+2e—=2I— 总反应:2Li+I2=2LiI
跟相同质量的其它金属作负极相比,使用寿命 延长,高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿 命长。
资料:对自然环境威胁最大的 五种物质即铬、镉、铜、铅、 汞。电池包含三种镉,汞,铅
• 综上所述:这些电池有什么缺陷呢 ?
废旧电池的回收利用
电池中含有大量的重金
属如锌、铅、镉、汞、锰等。
有机汞中毒,患者手足失调,步行困据难专,家运测动试障,碍一,节听纽力扣及电言池
语障碍,肢端麻木
能污染60万升水;一节一号
感觉障碍,视野缩小,重者神经错乱电,池痉烂挛在,地最里终,死能亡使一平方
人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》课件(共33张PPT)

存
排出大量温室气体
在
缺
可能导致酸雨
点
能量转化效率低
? 化学能
电能
演示探究 Zn Cu
稀H2SO4
实验现象
锌表面有气泡 产生,铜表面 无明显现象
Zn +2H+ = Zn 2+ +H2↑
1.反应中,哪种物质失电子,哪种物质得电子 2.什么方法可使Zn与H+分开,不让H+ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接在 Zn表面得电子?
用导线将锌表面的电子引出来
电流表发生偏转。
稀H2SO4
电子由Zn 导线 铜片 H+ 定向移 动产生电流,故电流表的指针发生偏转
1.电子从Zn到H+经历了哪些途径? 2.你认为这个过程能量是如何转化的?
化学能直接转化为电能
二.化学能直接转化为电能
1.原电池的概念、前提
概念: 将化学能转化为电能的装置
前提: 能自发发生氧化还原反应
2019/8/11
最新中小学教学课件
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谢谢欣赏!
2019/8/11
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小结
化
间接:化学能燃烧热能蒸汽机械能发动机电能
学
能
与
装置
直接:
原电池
电
能
工 作
概
构 成
原念 条
理
件
习题一: 原电池的判断
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )
A
A
Cu Cu
Zn Cu
A
B
H2SO4
A Zn Cu
酒精 A
Zn
Cu
C
H2SO4
D
高中化学必修二教案-2.2 化学能与电能---原 电 池 人教版

《原电池》一、设计思路(一)指导思想新课程的实施将学生置身于一种动态、开放、个性、多元的学习环境中,以学生为主体,让学生自主探索、主动求知,学会收集、分析和利用各种信息及信息资源,将对原有知识的回顾与新知识的引入融为一体,将实验探究与思考交流交替进行,并以此发展学生的实践能力、创新精神、合作与分享意识、社会交往能力与社会责任感。
1、教材分析本节课是新课标人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》的教学内容,该节分为两课时教学,本课为第一课时。
本节课内容在选修模块《化学反应原理》中有更加深入的学习,因此本节课重点在于让学生感受到理论到实践的应用,化学与生活的紧密联系。
能量与我们每个人生活息息相关,在社会生产、生活和科学研究中广泛应用,是对人类文明进步和社会发展有着重大价值。
化学能对人类的重要性决定了本节学习的重要性。
2、学情分析由于学生之前没有电化学的基础,理解原电池原理有一定的难度,但学生初次接触电化学知识,很兴奋。
在学生学习《化学能转化为电能》之前已具有氧化还原反应、离子反应、物质的量等理论知识,但是缺乏微观原理分析能力和感性的实验体验,因此可以利用多媒体和边讲边实验有效地解决可能遇到的问题和困惑。
3、总体思路在教学内容的安排上,按照从易到难,从实践到理论再到实践的顺序,从学生常见的干电池引入原电池的内容,通过对探究干电池给电路中用电器供电的原理,激起学生的本节课的好奇心,可以达到教学创设情境的需要。
首先通过实验,引入课题。
在实验——观察——讨论——推测——验证——归纳的过程中,学习和理解原电池的概念和原理。
在此基础上,通过实验探索能产生持续稳定电流的原电池的条件。
最后,让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。
通过了解生活中对原电池原理的应用,培养学生的理论联系实际的能力,激发学生的学习热情,树立环境保护的意识,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
(二)教学目标1、知识与技能目标:(1)使学生对“利用化学反应造福人类”认识进一步具体化。
人教版高中化学必修二课件-2.2 化学能与电能26

探究实验
按下列要求进行实验,观察现象解释原因。
Zn
G C Cu G
C
Zn G Fe Zn G Fe
稀H2 SO4
稀H2 SO4
稀H2 SO4
乙醇
Zn G
Zn Zn G
Fe
稀H2 SO4
稀H2 SO4
若两个电极分 别插在两个西红 柿上呢?
2. 构成原电池的条件是什么?
(1) 有活泼性 不同的两种金属 或者 一种金属与一种非金属导体(如石墨)
• 我来到学校的时候已经是7时35分了。进入校门的时候,有一位老师摸了摸我的头,微笑着说: “跳跳,你真厉害,考了个全班第一!”我腼腆的笑了笑。
• “老师,同学们,早上好!”一个声音从广播里传出来,“现作文在公布全级期末考试成绩排名前 二十名同学的名单……”顿时,大家都安静了下来,心里既紧张又充满了期待。“第四名,202, 王跳跳。第五名……”这时全班同学都尖叫了起来,纷纷看着我,眼里充满了羡慕。我也开心得差 点就跳起来了。
• 这次期末,我得了好多好多奖:年级第四名、文明生、三好学生……
• 放学后,我跟着思颐去她家。她家很好看,很精致。我们一起当老师,很好玩,很开心。
• 难忘的一天 • 今天,太阳照着大地,就像闪闪发光的金子一样,到处都是暖洋洋的,我的心里也是暖洋洋的。
• 我早早就起了床,不是因为天气热,也不是因为我想出去玩,而是我们得回学校了。
⑥ (×)
负极: Zn-2e-=Zn2+
⑦
正极: Cu2++2e-=Cu
(∨)
总反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
或 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
人教版化学必修二2.2 化学能与电能(第一课时)课件优质课件PPT

【分组实验探究】
实验顺序
1. Zn、Cu分别单 独插入稀硫酸溶液
2. Zn、Cu同时插 入稀硫酸溶液
3. Zn、Cu导线连 接插入稀硫酸溶液
4. Zn、Cu导线连 接再接电流计(Zn 接(+)),插入
稀硫酸溶液 5. 将Zn、Cu导线 互换再接电流计 (Zn接(+)), 插入稀硫酸溶液
金属
Zn片 Cu片 Zn片 Cu片 Zn片 Cu片 Zn片 Cu片 电流计指针 Zn片 Cu片 电流计指针
(1)在①中,金属片______发生氧化反应; (2)在②中,金属片______作负极; (3)上述四种金属的活动性顺序是______; (4)如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶 液,则金属片______上有气泡产生。
【课后思考】 1. 下图装置为何可以构成原电池? 盐桥的作用是什么?
2. 查询发展中的化学电源种类及应用。
稀硫酸
17
((三三))、、原原电电池池
1、原电池: 把化学能转化为电能的装置。 2、工作原理: 氧化还原反应
17
Zn
ee-
科学探究
Cu
e-
稀硫酸
e-
H+
SO42-
H+ SO42-
H+
H+
Zn
Cu
ee-
H+ Zn2+
H+
稀硫酸
- + (三)、原电池
Cu-Zn原电池:
Zn
ee-
Cu 负极:(氧化反应)
银为________极,电极上发生的是________
(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应为
________________________;银片上观察到的现象是
人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》课件(共27张PPT)
利用燃料(煤)燃烧放热,加热水, 不再生;
形成高温高压过热蒸汽,推动气轮机 旋转,带动发电机转子(电磁场)旋
能块锌片和铜片分
别插入盛有稀硫酸的烧杯里。
Zn片有气泡产生,铜片没有。
实验2:用导线将锌片和铜片 连接起来。 Zn片溶解,铜片有气泡产生。
Zn
成 H2 ,被 还原 。
e-
A
e-
Cu
Cu片起到传导 电子的作用,
不参加反应
H+ SO42-H+
负极发生氧化反应,正极发生还原反应
外电路:电子从负极经外电路流向正极
内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极(正正负负)
3.★电极、电解质溶液和电极反应式
负极:(失电子,氧化反应) Zn片:Zn -2e- = Zn2+
Zn-2e-=Zn2+
经外电路
流入铜极.
Zn2+
H+ SO42-
正极 氧化剂(H+)在铜 极上得到电子, 发生还原反应 2H+ +2e-=H2
电流方向
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )
A
Cu Cu
A
Zn Cu 两
A
B
极
H2SO4 A
Zn Cu
C
H2SO4
酒精
一
A
液
Zn
Cu 一
D
H2SO4
氢氧燃料电池
是以H2为燃料,产物为H2O的一种高效低污染的 新型电池,主要用于航天领域。
它的电极材料一般为铂电极和活性炭电极(两 极均不参加反应),而是由外设备提供燃料和氧 化剂,反应时H2从负极进入,O2从正极进入,电 解质溶液一般为40%的KOH溶液或稀硫酸溶液。
人教版高中化学必修二:2.2《化学能与电能 》 课件 (共23张PPT)
2、根据原电池构成条件的实验探索,结合实际 (如经济条件、美观要求、口腔实际环境等),你 现在开的处方是什么?
五、教学反思与自我评价
本节课最大的亮点就是原电池工作原理、 构成条件均由学生动手实验探究来完成。 亲自动手实验探究的过程让学生体验真实 的化学课堂; 贺卡优美的音乐声和水果电池及果汁电池 让学生感到有趣的化学课堂; 原电池设计方案的自由选择让学生体验自 主的化学课堂。
2、学情分析
学生已经学习了元素化合物、电解质及氧 化还原反应等有关知识; 在能力上,学生已经初步具备了观察能力、 实验能力、思维能力。 学生在生活中对电池也有所了解。学生喜 欢通过实验探究化学反应的实质,由实验现象 推测反应原理,学生对本节课会有所期待。
3、教学目标
(1)知识目标:
认识原电池概念, 掌握原电池工作原理和构成条件。
六、板书设计
1.原电池:将化学能转变为电能的装置。 锌片: Zn-2e-=Zn2+ 铜片:2H+ +2e- =H2 总反应方程式:Zn + 2H+ =Zn2+ + H2 2.形成原电池的条件: (1)自发的发生氧化还原反应。 (2)活泼性不同的两电级。 (3)电解质溶液。 (4)构成闭合回路。
阴离子
eZn
原电池工作原理小结
Cu
A
再将图像定格,让学生归纳,共同完 成以下问题
还 反 氧化 化学能 电能 1、化学反应总伴随着能量变化 ,此装置将化学能转化为什么 原 应
H2SO4 (aq)
能量呢? 2、结合物理学知识,由电子流向确定铜锌 电极的名称 ?书 2+ 负极(锌):Zn-2e =Zn 氧化反应 e写电极反应式 ,从得失电子的角度分析 + - 反应类型?
人教版高中化学必修二第二章第二节《化学能与电能》课件(共20张PPT)
C.c > a > b > d D.b > d > c > a
2.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属
与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( B )
A.Mg
B.Fe
C.Al
D.Cu
3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时, 电解质溶液的 PH( C )
? 解释:
【实验现象剖析】
Z整n片个逐装渐置溶能解量但无是气怎泡样; Cu片上有转气化泡的(?H2);
电流计指针偏转。
指针偏转,说明电路中有电流通过,说 明发生了电子定向移动。
Zn 比Cu活泼,用导线连在一起时,Zn片失 去的电子( Zn-2e- = Zn2+)变成Zn2+进入 溶液,电子经导线流向Cu片, 溶液中的H+ 由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2 (2H++2e- = H2 ↑)
电能(电力):二次能源 资料卡片:一次能源和二次能源
【思考与交流】
化学反应不仅有新物质生成,同时还伴随着 能量的变化,但这种能量的变化通常以热能 形式表现出来,那么有没有以电能形式表现 出来的时候呢,试举例说明。
火力81.2%
水电17.6%
2001年我国发电总量构成图 其他1.2%
【火力发电原理及过程】
Zn
稀H2SO4
现象:
Cu
Zn片上有气泡
(H2), Zn片逐溶解; Cu片无明显现象。
解释:
Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
实验2-4 将铜片和锌片用导线连接插
入稀硫酸溶液中,观察现象并解释原因。
高一化学人教版必修二第二章第2节《化学能与电能》知识点总结
第2节 化学能与电能一、能源的分类1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电.燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程.化学能−−→−燃烧热能−−→−蒸汽机械能−−→−发电机电能 ①转化原理燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点优点:①我国煤炭资源丰富①投资少,技术成熟,安全性能高缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2①消耗大量的不可再生的化石燃料资源①能量转化率低①产生大量的废渣、废水.2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能)(1)原电池的工作原理实验现象产生的原因分析2+会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H 原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流进,即Cu片作为正极;Zn片作为负极.原电池工作原理的总结归纳:①原电池中电流的流向:正极→负极①原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永远都不会进入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过)①原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极①原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生)①原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极.(2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发)①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极.①一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液.①一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置:①氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应.(3)电极反应式①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应①电极反应式的书写方法:补充:复杂电极反应式的书写如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O……总反应式2O2+4H2O+8e-===8OH-……正极反应式CH4+10OH--8e-===7H2O+CO2-3……负极反应式注意:①电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,比如难溶物、弱电解质、气体等均应写成化学式形式.①注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响.如果负极反应生成的阳离子能与电解质溶液中的阴离子反应,则电解质溶液中的阴离子应写入电极反应式中,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应式为:Fe+2e-+2OH-=Fe(OH)2.三、原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱①原理:一般原电池中活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极.①应用:比如A、B两种金属用导线连接或直接接触后插入到稀H2SO4电解质溶液中,若A极溶解,B极有气泡产生,由此可判断A是负极,B是正极,活动性:A>B.(2)加快氧化还原反应的速率①原理:在原电池中,氧化反应与还原反应分别在两极进行,溶液中的粒子运动时相互间的干扰小,从而使化学反应速率加快.①应用:比如实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时,通常滴入几滴CuSO4溶液,能够加快产生H2的速率.原因在于Zn 与置换出的Cu构成了原电池,加快了反应的进行.(3)防止金属被腐蚀(比如要保护一个铁闸,可用导线将其与一Zn块相连,使Zn作原电池的负极,铁闸作正极)补充:金属腐蚀①定义:指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程.②金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀在金属腐蚀中,我们把直接发生氧化还原反应且不构成原电池的腐蚀称为化学腐蚀;而由不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的O2、CO2等气体,含有少量的H+和OH-从而形成电解质溶液.A.当电解质溶液呈中性、弱碱性或弱酸性时,它跟钢铁里的Fe和少量的C形成了无数个微小的原电池,Fe作负极,C 作正极,因此钢铁发生吸氧腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式为:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2B.当电解质溶液的酸性较强时,钢铁则发生析氢腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 正极(C):2H++2e-=H2↑总反应式为:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑(4)制作各种化学电源(比如制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池等)(5)设计制作原电池①设计电路原电池的设计要满足构成原电池的四个条件:(a)由两种活动性不同的金属或由一种金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;(b)两个电极必须浸在电解质溶液中;(c)两个电极之间要用导线连接形成闭合回路;(d)有自发进行的氧化还原反应.②电极材料的选择电池的电极必须导电.电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料.正极和负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料.③电解质溶液的选择电解质是使负极材料放电的物质.因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或电解质溶液中溶解的其他物质与负极发生反应(如空气中的O2).但是如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左、右两个容器中的电解质溶液一般选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液.比如Cu-Zn-硫酸盐原电池中,负极金属Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中.④设计示例拓展点2:原电池的正、负极的判断方法(1)根据组成原电池两电极的材料判断:一般是活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属作为正极.(2)根据电流方向或电子流动的方向判断:电流方向(在外电路)是由正极流向负极,电子的流动方向是由负极流向正极.(3)根据原电池中电解质溶液内阴、阳离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.(4)根据原电池两电极发生的反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应.(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱;反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强.(6)根据电池中的现象判断:若某电极上有气泡冒出,则是因为析出了H2,说明该电极为正极,活动性弱.上述判断方法可简记为:特别提醒:①在判断原电池正、负极时,不能只根据金属活泼性的相对强弱判断,有时还要考虑电解质溶液,比如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但是在该条件下却是Al作负极.因此要根据具体情况来判断正、负极.又比如说Fe、Cu在稀H2SO4溶液中,Fe作负极,Cu作正极;而Fe、Cu在浓HNO3溶液中,Fe作正极,Cu作负极.①原电池的负极材料可以参加反应,表现为电极溶解,但有的原电池(比如燃料电池)负极材料不参加反应;原电池的正极材料通常不参加反应.四、发展中的化学电源1.化学电源的分类2PbSOSO4放电充电锌银蓄电池的负极是锌,正极是Ag电极反应:O+H O+2e- =2Ag+2OH2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O放电充电五、燃料电池燃料电池是一种能连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.燃料电池的最大优点在于能量转化率高,可以持续使用,无噪音,不污染环境.燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件.它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出,于是电池就连续不断地提供电能.(1)氢氧燃料电池2H+O=2H O1)燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一般是O2,即正极都是氧化剂—O2得到电子的还原反应,故正极反应的基础都是O2+4e-=2O2-,O2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态以及电解质溶液的酸碱性有着密切的联系.①电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O.这样在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O.①电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O 2+2H 2O +4e -=4OH -.①电解质为熔融的碳酸盐(如Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子,则其正极反应式为O 2+2CO 2 +4e -=2CO 32-.①电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O 2-在其间通过,故其正极反应为O 2+4e -=2O 2-.2)燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质.不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难.一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式.比如以H 2、C 3H 8为燃料的碱性电池为例说明如下: H 2-2e - =2H +或H 2-2e -+2OH -=2H 2O;C 3H 8−−→−--e 203CO 2−−→−-OH 63CO 32-(3个C 整体从-8价升高到+12价,失去20e -),则有:C 3H 8-20e -+aOH -=3CO 32-+bH 2O,由电荷守恒知a=26;由H 原子守恒知b=17,所以电极反应式为C 3H 8-20e -+26OH -=3CO 32-+17H 2O(3)燃料电池与一次电池、二次电池的主要区别①氧化剂与燃料在工作时不断地由外部供给.①生成物不断地被排出.(4)废弃电池的处理废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.若把它当作一种资源,加以回收利用,既可以减少对环境的污染,又可以节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.。
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2.2化学能与电能一、化学能与电能的相互转化化石燃料燃烧 蒸汽 发电机1.火力发电: 化学能热能 机械能 电能(氧化还原反应)化学电池二、发展中的化学电源:几种常见电池和新型燃料电池1.干电池2.充电电池3.燃料电池【随堂练习】1下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生气泡的是 ------------------( )2.A 、B 、C 都是金属:B 中混有C 时,只有C 能被盐酸溶解;A 与B 组成原电池时,A 为电池的正极。
A 、B 、C 三种金属的活动性顺序为 ---------------------------------( ) A .A >B >C B .A >C >B C .C >B >A D .B >C >A3.下列说法正确的是------------------------------------------------------------------------------------( ) A .原电池是把电能转化为化学能的装置 B .原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应 C .原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应 D .形成原电池后,原电池中的阳离子向正极移动4. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。
氢镍电池的总反应式是NiO(OH)H 212 2Ni(OH) 判断,下列叙述中错误的是------------( )A .电池放电时,电池负极周围溶液的pH 值不断增大B .电池放电时,镍元素被氧化C .电池充电时,氢元素被还原D .电池放电时,H 2是负极5. 把a 、b 、c 、d 四种金属片浸泡在稀H 2SO 4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。
若a 、b 相连时,a 为负极;c 、d 相连时,c 为负极;a 、c 相连时,c 为正极;b 、d 相连时,b 为正极,则这四种金属活动性顺序由大到小为----------------------------------------------------( ) A .a > b > c > d B .a > c > d > b C .c > a > b > d D .b > d > c > a6.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是----------------------------------------------------------------------( ) A .利用电池外壳的金属材料B .防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C .不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D .回收其中石墨电极7.下列变化中与原电池反应有关的是---------------------------------------------( )A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护膜B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速8.下列装置能构成原电池的是-------------------------------------------------()9.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。
有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是---------------------------()A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B.碳棒取下洗净用作电极C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥用10.实验室中欲制氢气,最好的方法是 -------------------------------------------()A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应11.铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成 -----------------------------------()A.铝铆钉B.铜铆钉C.锌铆钉D.锡铆钉12.原电池是一种装置。
在原电池中,较活泼的金属发生反应,是_极;活动性较差的金属上发生反应,是_ _极。
13.电子表所用的某种钮扣电池的电极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH,其电极反应式为:Zn + 2OH—= ZnO + H2O + 2e—Ag2O + H2O + 2e—= 2Ag + 2OH—电池的负极是__ __,正极发生的是_ _反应(反应类型),总反应式为_ 。
14.现有A、B、C、D四种金属,把A、B分别浸入稀硫酸中,产生气泡都很慢;把C、D分别浸入稀硫酸中,产生气泡都很快;把A、B用导线连接浸入稀硫酸中时,A上有气泡析出;把C浸入D的硝酸盐溶液中,C的表面有D析出。
这四种金属的活动性顺序由强到弱为。
练习卷一、选择题1.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是------------------------------------------------------------------------------------------------------()A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D.回收其中石墨电极2.废电池处理不当不仅造成浪费,还会对环境造成严重污染,对人体健康也存在极大的危害。
有同学想变废为宝,他的以下想法你认为不正确的是--------------------------------------()A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气B.碳棒取下洗净用作电极C.把铜帽取下洗净回收利用D.电池内部填有氯化铵等化学物质,将废电池中的黑色糊状物作化肥用3.原电池产生电流的本质原因是---------------------------------------------------------------------()A.原电池中溶液能电离出自由移动的离子B.有两根导线将两个活泼性不同的电极连接C.电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子D.电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移4.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极。
X、Y、Z三种金属的活动性顺序为--------------------------------()A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X5.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是()A.镁B.铁C.铝D.铜2+2+)7.已知空气-锌电池的电极反应为:锌粒:Zn + 2OH——2e—= ZnO + H2O石墨:O2 + H2 + 2e—= 2OH—。
根据判断,锌片是………………………………………()A.正极,并被还原B.正极,并被氧化C.负极,并被还原D.负极,并被氧化8.人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池,其电极反应为:Zn+2OH-—2e—=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH-。
第6页(共9页)据此判断,氧化银是-----------------------------------------------------()A .负极,并被氧化B .正极,并被还原C .负极,并被还原D .正极,并被氧化9.右图是氢氧燃料电池构造示意图。
关于该电池的说法不正确...的是…………………………………………………………( )A .a 极是负极B .正极的电极反应是:O 2+2H 2O+4e -=4OH -C .电子由b 通过灯泡流向aD .氢氧燃料电池是环保电池10.铁在下列情况下腐蚀最快的是……………………… ( )A .铁放入海水中B .将铁和锌连接后放入到海水中C .将铁和锌连接后放入到淡水中D .将铁和锡连接后放入到海水中11.下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是----------------------( )A .在氧化还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多B .同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强C .甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能D .将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极12.氢氧燃料电池是将多孔镍电极放置在KOH 溶液中,然后分别向两极通入H 2和O 2,即可产生电流。
下列叙述中正确的是----------------------------------------------------------------------( ) A .通入H 2的电极为正极 B .正极的电极反应式为O 2+2H 2O+4e -= 4OH -C .工作时,负极区溶液pH 降低D .工作时,溶液中的阴离子移向正极13.以铁片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当导线中通过 电子时,下列说法正确的是----------------------------------------------------------------------------------------------( ) A .铁片溶解1 mol ,铜片上析出1 mol H 2 B .两极上溶解和析出的物质的质量相等 C .铁片溶解2 g ,铜片上析出1 g H 2 D .铁片溶解1 mol ,硫酸消耗1 mol二、填空题1.如图所示装置:(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象为。
两极反应式为:正极 ;负极 。
H H 2O 2O2 (空气)该装置将能转化为能。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为,总反应方程为。
2.利用Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2反应,设计一个原电池,写出电极反应式。
3.有A、B两种金属分别与盐酸反应,产生氢气的速率相近。
怎样设计一个实验证明A、B两种金属的活动性?(画出实验装置图)三、化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应式可以表示为:已知Ni (OH)2和Cd (OH)2均难溶于水但能溶于酸,以下说法正确的是-----------------()①以上反应是可逆反应;②以上反应不是可逆反应;③充电时化学能转变为电能;④放电时化学能转变为电能A.①③B.②④C.①④D.②③(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。
在酸性土壤中这种污染尤为严重。