2020学年新教材高中化学化学反应与能量转化第2课时化学反应能量转化的重要应用—化学电池教案鲁科版必修二
高中化学二课时作业:第二章化学反应与能量第二节第课时化学能转化为电能含答案

第二节化学能与电能第1课时化学能转化为电能[目标导航]1。
熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。
2.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置,通过实验会说明原电池的原理,以及判断原电池的正、负极。
3.会正确书写电极反应式,熟知原电池的应用。
一、一次能源和二次能源1.能源按其来源可分为一次能源和二次能源。
能源类别定义实例一次能源直接从自然界中取得的能源太阳能、风能、地热能、潮汐能、煤、石油、天然气等二次能源由一次能源经过加工、转换得到的能源电能(水电、火电、核电)、蒸汽能、机械能等2.二次能源-—火力发电(1)火力发电原理:首先通过化石燃料燃烧,使化学能转变为热能,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. (2)能量转换过程:化学能错误!热能错误!机械能错误!电能.其中能量转换的关键环节是燃烧。
(3)火力发电弊端:①煤属于不可再生资源,用一点少一点,用煤发电会造成资源的浪费。
②能量经过多次转化,利用率低,能量损失大.③煤燃烧会产生有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等),污染环境。
【议一议】1.判断正误(1)根据一次能源和二次能源的划分,氢气为二次能源。
()(2)电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源.()(3)火力发电是化学能间接转化为电能的过程.()(4)水力发电是将化学能转化为电能的过程。
()答案(1)√(2)√(3)√(4)×二、化学能直接转化为电能1.按要求完成下列实验,并填表2.原电池(1)概念:是将化学能转化为电能的装置;原电池的反应本质是氧化还原反应。
(2)构成条件①原电池反应必须是自发的氧化还原反应,②具有活动性不同的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属),③两电极均插入电解质溶液中,④电解质溶液、电极、导线形成闭合回路。
(3)原电池的工作原理原电池总反应式:Zn+2H+===Zn2++H2↑。
(4)能量转化过程:原电池在工作时,负极失电子,电子通过导线流向正极,被氧化性物质得到,闭合回路中形成电流,化学能转变为电能.【议一议】2.判断正误:(1)HCl+NaOH===NaCl+H2O是放热反应,可以设计成原电池.()(2)将铜片和锌片用导线连接插入酒精中,电流表指针发生偏转.()(3)在铜-锌-稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌。
2020_2021学年新教材高中化学第1章第2节化学能转化为电能__电池1原电池的工作原理课件鲁科版必修1

②写出相关的电极反应式。 提示:正极反应为Fe3++e-====Fe2+,负极反应为2I--2e-====I2。 ③在实验过程中观察到灵敏电流计的“读数变为零”,请分析原因。 提示:由于此反应为可逆反应,“读数变为零”是由于该可逆反应达到了化学平 衡状态。
知识点二 原电池原理的应用 【重点释疑】 1.加快氧化还原反应速率 如实验室用Zn和稀硫酸反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快。原因是粗锌中 的杂质和锌、稀硫酸形成原电池,加快了锌的反应,使产生H2的速率加快。 2.比较金属的活泼性强弱 原电池中,负极一般为活泼性较强的金属,正极一般为活泼性较弱的金属。
【解题指南】分析原电池设计的思维流程如下: (1)氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个反应,从而确定电极反应; (2)以两电极反应原理为依据,确定电极材料和电解质溶液; (3)用导线连接构成闭合回路。
【解析】选D。根据Cl-的移动方向可知,b电极为负极,a电极为正极,根据电池 反应式可知,Zn发生失电子的氧化反应,即b电极反应式为Zn-2e-====Zn2+,A、B 项错误;电子流动方向是b电极→导线→a电极,C错误;正极材料的活泼性应比负 极材料弱,D正确。
选项 M
N
A
锌铜
B
铜铁
C
银锌
D
锌铁
P 稀硫酸 稀盐酸 硝酸银溶液 硝酸铁溶液
【解析】选C。该原电池中M棒变粗,N棒变细,说明原电池反应时N棒溶解作负 极,溶液中有金属析出在M棒上。M棒作正极。A、B选项中,电解质溶液均为稀 酸溶液,故正极均产生H2,不符合题意;C项,总反应为 Zn+2AgNO3====Zn(NO3)2 +2Ag,合理;D项,M极锌失电子溶解,不符合题 意。
2020-2021学年化学人教版必修2课件:2-2-1 化学能转化为电能

解析:A 项,锌作负极,电极反应式为 Zn-2e-===Zn2+, 负极质量减轻,铜作正极,电极反应式为 Cu2++2e-===Cu,正 极质量增加,故 A 正确;B 项,铝作负极,铁作正极,电子由铝 片(负极)通过导线流向铁片(正极),故 B 错误;C 项,H+向正极 移动,得到电子,发生还原反应,则硫酸根离子必然向负极移动, 这样才能形成一个闭合回路,故 C 错误;D 项,虽然镁的金属活 动性比铝强,但镁不与 NaOH 溶液反应,而铝能与 NaOH 溶液 反应,即在此环境中铝更容易失去电子,铝作负极,镁作正极, 故 D 错误。
燃烧 ――→
热能蒸汽 ―ຫໍສະໝຸດ →机械能发―电―→机 电能 。
(2) 燃烧 是使化学能转化为电能的关键。
2.原电池 (1)实验探究。
(2)原电池。 ①定义:将化学能转变为 电能 的装置。 ②工作原理(以铜-锌-稀硫酸原电池为例):
③构成条件——“两极一液一线一反应” a.两极——两种 活泼性 不同的金属(或一种为能导电
劣质不锈钢腐蚀的实验现象:不__锈__钢__表__面__有__红__色__物__质__生__成__。
[思路分析] 设计原电池步骤如下: ①以自发发生的氧化还原反应为基础。 ②把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应, 从而确定电极反应。 ③以两极反应为原理,确定电极材料以及电解质溶液。 ④画出示意图。
(3)实例:
在大海中航行的轮船,钢制船壳上常镶嵌一定量 的锌块,目的是什么?
提示:钢的成分是铁碳合金,轮船在大海中航行,钢铁与海 水接触,形成铁碳原电池,能加速铁的腐蚀。由于锌比铁活泼, 在船壳上镶嵌锌块后,形成铁—锌原电池,锌作负极被腐蚀,从 而保护了轮船不被腐蚀。
[例 2] 铁及铁的化合物应用广泛,如 FeCl3 可用作催化剂、 印刷电路铜板和外伤止血剂等。
2021年高中化学新鲁科版必修第二册 第二章 第二节 化学反应与能量转化 教案

化学反应与能量转化【教学目标】知识目标:1.理解化学反应中能量变化的实质;知道化学键的断裂和形成是能量变化的主要原因。
2.初步学会从微观的角度认识化学反应。
3.通过对铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理。
4.判断原电池的正负极和电极反应的书写。
能力目标:1.学会从微观的角度认识化学反应中能量变化的实质。
2.通过对铜锌原电池的分析,了解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义。
3.在学习过程中,学会运用观察、分析、迁移等思维方法来建构新的概念。
情感态度和价值观:1.体会思考带给人的愉快情感体验,感悟化学学科学习的乐趣。
2.养成良好的实事求是的科学态度。
3.关注与化学有关的社会热点问题和科技前沿问题,增强环境保护意识,逐步形成可持续发展的思想。
【教学重点】1.化学反应中能量变化的实质。
2.原电池的概念、原理、组成及应用。
【教学难点】1.从微观的角度认识化学反应中能量变化的实质2.通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
【教学方法】采用探究式学习方式:提出问题→明确任务→制定计划→进行实验→收集证据→解释与结论→反思与评价→表达与交流【教学准备】1.学生:按每4名同学为一组进行分组,以小组为单位预习探究实验,了解实验的主要目的与具体步骤;2.教师:准备多媒体教学设备及探究实验的仪器和药品。
【教学过程】第一课时【引入】嫦娥一号奔月是什么产生的能量把火箭推向天空?【提问】上节课学习了化学反应过程中,物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成,请同学们分析以下两个反应中化学键变化的情况:2H2+O22H2O2H2O2H2↑+O2↑【过渡】我们研究化学反应就是要很好地利用化学反应,不仅仅可以利用化学反应制取新物质,还可以利用化学反应过程中的能量。
比如:远古时期的人通过钻木取火,并利用燃烧放出的能量烧烤食物、取暖;当今社会,煤、石油、天然气是主要能源。
2020(春)化学 必修 第二册 鲁科版(新教材)第2课时 化学反应能量转化的重要应用

第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池学业要求核心素养对接1.知道原电池是利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置,通过实验会说明原电池的原理,以及判断原电池的正、负极。
2.会正确书写电极反应式,熟知原电池的应用。
3.记住干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。
4.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。
1.通过对原电池的学习培养学生证据推理与模型认知的能力。
2.通过对常见化学电源的学习培养学生证据推理与模型认知的能力。
3.通过认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性,培养学生科学态度与社会责任。
[知识梳理]知识点一化学能转化为电能如图是电能的来源,哪些是化学能转化为电能呢?如何转变为电能呢?请完成下列知识点:原电池(1)氢氧燃料电池①负极材料:铂电极,负极反应物:氢气②正极材料:铂电极,正极反应物:氧气③电子导体:导线,离子导体:稀硫酸。
(2)原电池的基本原理原电池的基本原理是还原剂和氧化剂分别在两个不同的区域发生氧化反应和还原反应,并通过能导电的物质构成闭合回路。
其中,还原剂在负极上失去电子,是负极反应物;氧化剂在正极上得到电子,是正极反应物;电极材料通常是能够导电的固体。
此外,还要有能传导电荷的电解质作为离子导体;而导线则作为电子导体,起到传导电子、构成闭合回路的作用。
(3)实验(设计简单原电池)实验装置注意图中电子与离子流向实验现象铜片:有气泡产生锌片:逐渐溶解电流表:指针偏转结论有电流产生,装置中化学能转化为电能(4)铜锌原电池工作原理:电极材料电子转移电极反应式反应类型Zn 失电子Zn-2e-===Zn2+氧化反应Cu 得电子2H++2e-===H2↑还原反应电池总反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑。
(5)反应本质:原电池反应的本质是氧化还原反应。
(6)构成原电池的条件理论上,自发的氧化还原反应均可设计成原电池。
新教材 鲁科版高中化学必修第二册全册各章节课时练习题 含解析

鲁科版必修第二册第一章原子结构元素周期表.............................................................................................. - 2 - 第1节原子结构与元素性质........................................................................................ - 2 - 第1课时原子结构.............................................................................................. - 2 -第2课时原子结构与元素原子得失电子能力.................................................. - 7 - 第2节元素周期律和元素周期表................................................................................ - 12 - 第1课时元素周期律........................................................................................ - 12 -第2课时元素周期表.......................................................................................... - 17 - 第3节元素周期表的应用............................................................................................ - 22 - 第1课时认识同周期元素性质的递变规律.................................................... - 22 -第2课时研究同主族元素的性质.................................................................... - 27 -第3课时预测元素及其化合物的性质............................................................ - 34 - 微项目海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用................. - 41 - 第二章化学键化学反应规律............................................................................................ - 45 - 第1节化学键与物质构成........................................................................................ - 45 - 第2节化学反应与能量转化........................................................................................ - 50 - 第1课时化学反应中能量变化的本质及转化形式........................................ - 50 -第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池.................................. - 56 - 第3节化学反应的快慢和限度.................................................................................... - 63 - 第1课时化学反应的快慢................................................................................ - 63 -第2课时化学反应的限度................................................................................ - 71 - 微项目研究车用燃料及安全气囊—利用化学反应解决实际问题 ........................ - 78 - 第三章简单的有机化合物.................................................................................................... - 80 - 第1节认识有机化合物................................................................................................ - 80 - 第1课时有机化合物的一般性质与结构特点................................................ - 80 -第2课时有机化合物的官能团同分异构现象............................................ - 86 - 第2节从化石燃料中获取有机化合物........................................................................ - 93 - 第1课时从天然气、石油和煤中获取燃料石油裂解与乙烯 .................... - 93 -第2课时煤的干馏与苯.................................................................................. - 100 -第3课时有机高分子化合物与有机高分子材料.......................................... - 107 - 第3节饮食中的有机化合物...................................................................................... - 113 - 第1课时乙醇.................................................................................................. - 113 -第2课时乙酸.................................................................................................. - 118 -第3课时糖类、油脂和蛋白质...................................................................... - 125 - 微项目自制米酒—领略我国传统酿造工艺的魅力 .............................................. - 130 -第一章原子结构元素周期表第1节原子结构与元素性质第1课时原子结构1.下列有关原子的说法正确的是( )①原子是由核外电子和原子核构成的②原子不能再分③原子在化学变化中不能再分④原子在化学变化中不发生变化⑤原子的质量主要集中在原子核上A.①②③B.①③④C.①②⑤D.①③⑤答案 D解析所有原子都是由原子核和核外电子构成的,①正确;原子是由原子核和核外电子构成的,可以再分,②错误;原子是化学变化中的最小微粒,所以原子在化学变化中不能再分,③正确;原子在化学变化中可以通过得失电子变为离子,④错误;由于电子的质量很小,所以原子的质量主要集中在原子核上,⑤正确。
2020版新教材高中化学第2章第2节第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池课件鲁科版必修二

任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
原电池工作原理及正负极的判断 问题探究 下图是某同学设计的两个实验装置
甲、乙两个装置能不能构成原电池?若能,铜片分别是原电池的 正极还是负极?若不能,请说明原因。
提示:甲、乙两个装置都有正、负极材料,也有正、负极反应物, 有离子导体和电子导体,能发生氧化还原反应,故可以构成原电池。 甲中铜片做正极,乙中铜片做负极。
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.下图为水果电池的示意图,下列说法正确的是 ( ) A.锌片作负极,质量逐渐减少 B.电子由铜片沿导线流向锌片 C.铜电极逐渐溶解 D.该装置能将电能转化为化学能
答案:A 解析:锌比铜活泼,所以Zn做负极,Zn失去电子发生氧化反应,Zn2+ 进入溶液,所以锌片质量减少,A正确;Zn为负极,Cu为正极,所以电子 从锌片沿导线流向铜片,B错误;铜电极发生还原反应,水果中的氢 离子发生还原反应生成氢气,所以Cu不溶解,C错误;该装置是原电 池,原电池把化学能转化为电能,D错误。
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.组装电池需要满足的基本条件 负极反应物与负极材料,正极反应物与正极材料;传导电荷的电 解质作为离子导体;导线作为电子导体,起到传导电子形成闭合回 路的作用。
知识铺垫
新知预习
自主测试
三、设计简单原电池
设计思路及依据
氧化还原反应:Zn+2H+ Zn2++H2↑ 确定 选择负极反应物
知识铺垫
新知预习
自主测试
【微思考2】 在锌与稀硫酸反应时,若滴几滴硫酸铜溶液,产生气泡的速度会 加快,试分析其原因。 提示:滴加硫酸铜溶液后,会有少量锌与硫酸铜反应置换出铜。 然后铜、锌分别作为原电池的两个电极而形成原电池,从而加快锌 与稀硫酸的反应。
化学反应与能量转化_2PPT教学课件

无
负极→正 极
化学能→ 电能
有
负极→阴极;阳极→正 极
电能→化学能
7.列表对能源进行分类。 提示
形成 利用 条件 历史
性质
水能、风能、生物
可再生资源
常规
质能
一次 能源 不可再生资 煤、石油、天然气
能源
源
等化石能源
太阳能、风能、地
二 次
能 源
(一次能源经过加工、转化得到的能源称 为二次能源)
电能(水电、火电、核电)、蒸气、工业余 热、酒精、汽油、焦炭等
(4)ΔH与化学计量数的关系:反应热ΔH数值与 化学计量数成正比;
(5)反应逆向进行,ΔH改变符号,数值不变;
5.原电池的构成条件是什么?
提示 (1)有两种活动性不同的金属(或导电非 金属)作电极;(2)电极材料均插入电解质溶液 中;(3)两极相连形成闭合电路;(4)能够发生 自发的氧化还原反应。
4.书写热化学方程式需要注意什么?
提 示 (1) 热 化 学 方 程 式 必 须 标 出 能 量 变 化 (ΔH);
(2)标明物质的状态:气体:g ;液体:l;固 体:s;稀溶液:aq;
(3)ΔH的符号及其单位:其单位一般为kJ·mol -1。若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热 反应,ΔH为“+”;
生物性状 =基因+ 环境
相对性状:
一种生物的同一性状的不同表现类型。
人工异花授粉示意图
1、去 雄 2、套袋
3、扫粉
4、授 粉
5、套袋
注意:去雄的时间? 花蕾期 套袋的目的?
杂交:两个基因型不同的个体相交。也指不同品种
4.电解池原理有哪些应用?
提示 (1)氯碱工业——电解食盐水;(2)活泼金 属的制备;(3)铜的电解精炼;(4)电镀。
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第2课时化学反应能量转化的重要应用——化学电池[核心素养发展目标] 1.掌握原电池的构成及工作原理,能从微观角度理解化学能与电能之间是如何转化的,培养“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
2.能根据原电池工作原理,设计简单的原电池,培养严谨求实的科学探究与创新意识。
3.了解常见的化学电源,体会开发高能新型电池的重要性,增强科学态度与社会责任。
一、原电池及工作原理1.原电池利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。
2.工作原理(以铜锌原电池为例)装置现象铜片上有气泡产生,锌片不断溶解,灯泡发亮结论导线中有电子通过,化学反应中化学能转化为电能解释当铜片与锌片一同浸入稀硫酸时:a.锌原子失去电子被氧化为Zn2+进入溶液电极反应为Zn-2e-===Zn2+b.电子由负极通过导线流向正极c.溶液中的H+从铜片上获得电子被还原为氢气电极反应为2H++2e-===H2↑电子在导线上及离子在溶液中做定向移动,形成电流(1)原电池是电能转化为化学能的装置(×)提示原电池是利用氧化还原反应将化学能直接转化成电能的装置。
(2)将铜片和锌片用导线连接插入任何溶液中,电流表指针都会偏转(×)提示只有溶液为电解质溶液时,才能形成闭合回路,电流表指针才会偏转。
(3)原电池中负极一定参加化学反应(×)提示原电池中并不是所有的负极都参加化学反应,如氢氧燃料电池中两个电极都是铂电极,做负极的金属铂并没有参加化学反应。
(4)原电池外电路中电子的流向是由正极流向负极(×)提示外电路中电子是由负极经导线流向正极。
(5)原电池工作时,在负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应(√)提示原电池工作时,物质在负极上失去电子,发生氧化反应,电子经导线流向正极,溶液中的阳离子在正极上得到电子,发生还原反应。
(6)原电池在工作时,电子可以通过电解质溶液形成电流(×)提示电子只能由电池负极经导线流向正极,溶液中是电解质中的阴、阳离子定向移动形成电流。
工作原理(以铜、锌原电池为例)1.下图为氢氧燃料电池构成要素图,试回答下列问题:(1)燃料电池在工作时,H2和O2并没有接触,为什么在线路中会形成电流?提示H2和O2在两个石墨电极上得失电子能力不同,在两个电极上形成电势差,H2在左侧石墨电极失去电子,电子在电势差的作用下经导线流向右侧石墨电极,氧气在右侧石墨电极上得到电子,从而形成电流。
(2)稀硫酸在原电池中起到什么作用?如果换成乙醇,电流表指针还能偏转吗?提示稀硫酸中存在自由移动的离子,起到传导电荷的作用,如换成乙醇,则电流表指针则不会偏转,因为乙醇为非电解质,无自由移动的离子,无法传导电荷,无法形成闭合回路,故电流表指针不会偏转。
2.某实验兴趣小组按下图所示装置进行实验(1)该小组完成实验后,在读书卡片上记录如下:卡片:NO.1实验后记录:①Fe为正极,Cu为负极②Cu2+向负极移动③电子流动方向:Fe→导线→Cu④Fe上析出大量红色物质⑤正极反应式:Fe-2e-===Fe2+⑥若有0.2mol电子流过导线,则产生Cu为6.4g关于卡片上的描述合理的是________。
答案③⑥解析在该原电池中,Fe为负极,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+;Cu为正极,Cu2+在Cu电极上发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-===Cu,外电路中电子由Fe电极经导线流向Cu电极,溶液中Cu2+向正极(Cu电极)移动,由电池总反应式:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,当有0.2mol电子转移时,则会生成0.1molCu,即6.4g,综上所述③和⑥正确。
(2)如把Cu电极换成碳棒,电流表的指针还偏转吗?提示把Cu换成碳棒,电流表的指针和原来偏转方向相同。
(3)该原电池工作时,Fe电极失去的电子总数与Cu电极得到的电子总数有何关系?提示原电池工作时,Fe电极上Fe所失电子总数等于Cu电极上Cu2+所得电子总数。
3.在下图的装置中,属于原电池且有电流产生的是____________。
答案④⑦⑧⑨1.有关原电池的下列说法中正确的是( )A.在外电路中电子由正极流向负极B.在原电池中负极发生还原反应C.原电池工作时,阳离子向正极方向移动D.原电池中正极一定是不活泼金属答案 C解析A项,电子应由负极流向正极;B项,原电池中负极发生氧化反应;D项,原电池中正极可以为导电的非金属,如碳,故选C。
2.如图所示,将镁棒和铜棒插入橙子中,用导线将其接入电流表后电流表指针发生偏转,该电池中( )A.镁棒是正极B.铜棒是负极C.镁棒被氧化D.铜棒被氧化答案 C解析在该电池中Mg失电子发生氧化反应,做电池的负极,故选C。
3.下列装置能构成原电池的是( )答案 B解析A项,两电极材料相同且和稀H2SO4都不反应;C项,没形成闭合回路;D项,无水乙醇为非电解质,无自由移动的阴、阳离子,无法形成离子导体。
4.用锌棒、石墨和CuCl2溶液组成如图原电池。
(1)锌棒为________极,电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应,该电极反应式为________________________________________________________________________。
(2)石墨为________极,电极上发生的是________(填“氧化”或“还原”)反应。
该电极反应式为________________________________________________________________________,观察到的现象为________________。
(3)该原电池反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________。
答案(1)负氧化Zn-2e-===Zn2+(2)正还原Cu2++2e-===Cu 有红色固体生成(3)Cu2++Zn===Zn2++Cu二、原电池原理的应用1.设计简单的原电池已知Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,设计一套原电池装置,将化学能转化为电能。
思路:设计及实验方程式:Zn+2H+===Zn2++H2↑实验装置现象确定负极负极反应物锌负极材料锌片锌逐渐溶解有少量气泡生成确定正极正极反应物氢离子铜片上生成大量气泡正极材料铜片构成闭合回路离子导体稀H2SO4电子导体铜线电流表指针发生偏转2.发展中的化学电源(1)干电池——一次电池①特点:放电之后不能充电。
②实例:锌锰电池③电极反应:负极为Zn-2e-===Zn2+,正极为2MnO2+2NH+4+2e-===Mn2O3+2NH3↑+H2O。
④为了延长电池寿命和提高其性能,现在使用的电池为碱性锌锰电池。
(2)充电电池——二次电池①特点:放电时所进行的氧化还原反应,充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。
②实例:铅蓄电池,锂离子电池。
(3)燃料电池①特点a.燃料和氧化剂(如O2)分别在两个电极上反应将化学能直接转化为电能。
b.与火力发电相比,燃料的利用率高、能量转化率高。
c.与干电池或蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池内部,而是由外设装置提供燃料和氧化剂等。
②实例以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下:负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O。
正极:O2+4e-+2H2O===4OH-。
总反应方程式:2H2+O2===2H2O。
(1)对所有的化学反应,都可以设计成原电池(×)提示只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池,如复分解反应,H2SO4+2NaOH=== Na2SO4+2H2O,就不能设计为原电池。
(2)原电池中,一定是还原剂做负极材料(×)提示氢氧燃料电池中,H2做还原剂,为负极反应物,但氢气为气体,不能做负极材料,只能选择铂棒或碳棒等固体导体做负极材料。
(3)在原电池中,还原剂做负极反应物,一定和离子导体发生反应(×)提示负极反应物在负极上失电子,发生氧化反应,并不一定和离子导体发生反应,如氢氧燃料电池中,H2为负极反应物和电解质H2SO4就不反应。
(4)燃料电池的能量转换效率高,在电池工作中,只有化学能到电能的转化(×)提示在电池工作中,还存在化学能到热能的转化等。
设计简单的原电池[方法导引]设计原电池的基本思路步骤一:确定一个自发的氧化还原反应的还原剂和氧化剂,还原剂做负极反应物,氧化剂做正极反应物,把氧化还原反应分为两个半反应。
步骤二:选择两极材料,正极材料最好选择不与正极反应物和离子导体发生反应且导电的固体,如金属铜、石墨等。
步骤三:选择离子导体(电解质溶液)和电子导体(导线)并形成闭合回路。
如图:请利用反应2Fe3++Fe===3Fe2+,设计一个能产生电流的装置并画出简单的装置示意图,标明电极材料及电极名称。
可选用品:铜片、锌片、铁片、石墨棒、NaCl溶液、FeCl3溶液、FeCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、导线、滤纸、烧杯。
(1)负极反应物可选择___________________________________________________________,负极电极反应式:_____________________________________________________________,负极材料为___________________________________________________________。
(2)正极反应物可选择____________________________________________________,正极电极反应式:_______________________________________________________,正极材料为____________________________________________________________。
(3)离子导体可选择__________________________________________________________,电子导体可选择________。
(4)画出实验装置示意图______________________________________________________。
答案 (1)单质铁 Fe -2e -===Fe 2+铁片(2)FeCl 3溶液或Fe 2(SO 4)3溶液 2Fe 3++2e -===2Fe 2+石墨棒或铜片 (3)FeCl 3溶液或Fe 2(SO 4)3溶液 导线(4)知识拓展原电池原理的三大应用 1.设计原电池(1)定:确定一个能够自发进行的氧化还原反应。