化学能与电能--知识点
化学能与电能的知识点
化学能与电能的知识点化学能与电能的知识点1、原电池原理（1）原电池概念把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
（2）原电池的工作原理通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。
（3）构成原电池的条件①电极为导体且活泼性不同;②两个电极接触（导线连接或直接接触）;③两个相互连接的`电极插入电解质溶液构成闭合回路。
（4）电极名称及发生的反应正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应。
电极反应式：溶液中阳离子+ne-=单质。
正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。
负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应。
电极反应式：较活泼金属-ne-=金属阳离子。
负极现象：负极溶解，负极质量减少。
（5）原电池正负极的判断①依据原电池两极的材料：较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极；较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）。
②根据原电池中的反应类型：负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。
正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。
③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。
④根据电流方向或电子流向：（外电路）的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
（6）原电池电极反应的书写方法①原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。
因此书写电极反应的方法归纳如下：a.写出总反应方程式。
b.把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。
c.氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱介质和水等参与反应。
②原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
（7）原电池的应用①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。
②比较金属活动性强弱。
③设计原电池。
④金属的腐蚀。
2、化学电源基本类型（1）干电池：活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。
化学能与电能知识点
化学能与电能知识点化学能与电能之间的转化是整个高中化学的重要知识。
下面是店铺为你整理的化学能与电能知识点，一起来看看吧。
化学能与电能知识点1.能源：一次能源，直接从自然界获取的能源，如风能、水能、煤、石油、天然气等;二次能源：一次能源经过加工或转化形成的能源，如电能等。
化学物质都具有化学能，化学反应中的自发氧化还原反应，一般都是放出能量的反应，放出的能量可以转化为热能、光能甚至电能等，但总的能量守恒。
2. 火力发电：煤燃烧，加热水蒸气，驱动发电机发电，化学能----热能------机械能----电能。
缺点是每个过程有能量损耗高，环境污染。
3. 原电池：将化学能直接转化为电能的装置。
(注：放热反应通过反应释放出能量，部分转化为电能，部分转化为热能损耗等，所以原电池不能达到能量的100%转化利用)4. 原电池的形成条件：(1)自发的氧化还原反应(放热反应)----关键和核心(2)两个电极(金属或石墨C)：通常为活泼性不同的两极，在燃料电池中等例外是相同的惰性金属(Pt Ag等)------功能：可能参与反应(主要是金属电极失去电子)，“强迫”负极失去的电子沿外电路导线传导到正极。
(3)电解质溶液(一般是酸碱盐的水溶液，也可以是盐的熔融状态)。
功能：导电介质(阴阳离子的移动导电)、提供反应物质。
(4)闭合回路：电解质溶液的内电路和导线的外电路闭合连接(“两极一液一连线”)。
5. 原电池的工作原理：几个基本物理知识：(1)电流方向：外电路由“+”到“—”，内电路由“—”到“+”;(2)电子在导体(金属或C)中传导，方向与电流方向相反;电子传导方向：外电路由“—”到“+”，(3)电解质溶液中依靠阴阳离子的移动导电，阳离子的移动方向和溶液中的电流方向一致，阴离子与溶液中的电流方向相反。
6. 原电池的正负极电极方程式书写电极方程式：表示电极上发生的物质和电子的变化的方程式书写基本过程：(1)根据已知条件，判断出正负极，(2)根据总的氧化还原反应或者电极，确定反应物以及对应的正确的产物(产物注意是否与电解质溶液中离子发生反应即不能共存)，确保电子的得失和化合价的升降相等。
高中化学知识点-化学反应原理-化学反应与能量-化学能与电能的应用
化学能与电能规律总结1.原电池形成的条件(1)活泼性不同的两种电极材料（可以是金属和金属、金属和非金属、金属和金属氧化物等）。
(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。
理论上，只要满足以上三个条件，均可构成原电池。
实际应用中，有些氧化还原反应很缓慢，产生的电流极其微弱(如两电极分别是Fe和C，电解质溶液为NaCl溶液的原电池)。
2.原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应的速率因为形成原电池后，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中的粒子运动时相互间的干扰减小，使反应速率增大。
(2)比较金属活动性的强弱例如：有两金属a、b，用导线相连后插入稀H2SO4溶液中，能溶解的金属活动性较强，表面出现较多气泡的金属活动性较弱。
（3）制造新的化学电源例如：锌锰干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池。
（4）金属的腐蚀与防护例如：用活泼金属保护较活泼金属，减慢腐蚀速度。
3.电子得、失守恒(电量守恒)原电池工作时，负极流出的电子总量等于正极流入的电子总量；还原剂在负极失电子总数等于氧化剂在正极得电子总数。
此规律在计算中有着广泛的应用。
4.原电池正负极的判断方法①根据构成原电池的必要条件之一：活泼金属作负极；②根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极作负极；③根据氧化还原反应确立：发生氧化反应(还原剂)的一极作负极。
5．原电池的概念、原理(1)将化学能转变为电能的装置叫做原电池，它的原理是将氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂，使氧化反应和还原反应分别在两极上进行。
(2)原电池的正极、负极及其反应正极：电子流入的电极，通常是不活泼金属或石墨材料电极，发生还原反应。
负极：电子流出的电极，通常是活泼金属一极，发生氧化反应。
6．常见的各类化学电源(1)干电池(锌锰电池)(2)充电池(铅蓄电池，镍镉电池，镍氢电池，锂电池)(3)燃料电池(氢氧燃料电池)7．原电池的工作原理由正负电极和适当的电解质溶液组成原电池，用导线连接原电池的正负电极时，原电池便开始工作。
高一化学能和电能知识点
高一化学能和电能知识点在高一化学学习中，了解并掌握能和电能的知识点是非常重要的。
本文将从能的概念、能的种类、能的转化以及电能的相关知识等方面进行介绍。
一、能的概念能是一种物质或物体所具有的产生变化的能力。
能存在于不同的形式，包括热能、光能、声能、电能等。
能是宇宙中永恒存在的，可以相互转化，但总能量守恒。
二、能的种类1. 热能：物体的内能和温度相关，温度越高，热能越大。
2. 动能：物体由于运动而具有的能量，在物理上表示为1/2mv^2，其中m为物体的质量，v为物体的速度。
3. 电能：电流通过导体时所具有的能量。
4. 光能：由光激发或者传播带来的能量。
5. 化学能：物质在化学反应中可释放的能量。
6. 核能：原子核中质子和中子之间的结合能。
7. 位能：物体由于位置的不同具有的能量，如重力势能等。
三、能的转化能可以相互转化，其中最常见的为动能和势能的相互转化，如物体从较高位置下落时，势能转化为动能；物体上升时，动能转化为势能。
能也可以通过其他方式进行转化，如：1. 热能可以转化为机械能，如蒸汽机的工作原理。
2. 化学能可以转化为热能和电能，如电池的工作原理。
3. 光能可以转化为电能，如太阳能电池的原理。
四、电能电能是一种很重要的能量形式，广泛用于日常生活和工业生产。
以下是关于电能的相关知识点：1. 电能的生成：电能是通过带电粒子（如电子）在电场中的运动来产生的。
当电子从高电位移动到低电位时，电能被释放。
2. 电能的传输：电能可以通过导线传输，导线中的自由电子在电场作用下形成电流，电能随之传输。
3. 电能的利用：电能可以驱动电器设备进行工作，提供照明、加热、通信和驱动机械等功能。
4. 电能的转化：能够将电能转化为其他形式的能量，如发电厂将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
总结：在高一化学学习中，能和电能是重要的知识点。
能的概念、种类和转化方式需要掌握，电能作为一种重要的能量形式需要了解其生成、传输、利用和转化等方面的知识。
高中电化学
必修二2化学能与电能1.一次能源：直接从自然界获取的能量。
二次能源：经过加工转换得到的。
煤气、电力都是二次能源。
2.氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物氧化性顺序：氧化剂>氧化产物还原性顺序：还原剂>还原产物氧化还原反应在进行过程中伴随着能量的变化，将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
一、化学能转化为电能（一）形成原电池的要素和作用作用：1.把化学能转化电能。
2.对反应起加速作用。
要素：1.形成闭合回路。
（外电路+内电路）外电路：自由电子导电内电路：离子导电外电路和内电路交界的地方有电子和离子的转换。
2.化学要素：自发的放热的氧化反应自发反应：在对应条件下自发的反应3.电极参加反应的情况下需要活泼性不同的电极。
（二）原电池中的微粒流动自由电子：负极正极阳离子：负极正极具体微粒离子阴离子：正极负极电流（正电荷）：外：负极正极抽象物体内：正极负极负电荷：外：正极负极内：负极正极（三）原电池的正负极的判断1、电流方向，电子流动方向和离子流动方向2、氧化性和还原性：负氧正还电极质量减小：被氧化，作负极金属单质：被还原，作正极电极质量增加（析出固体）非金属单质（一般不考虑）：被氧化被还原产生气体吸收气体3、活泼金属一定做负极吗？特例：Al-Mg-NaOH反应正极反应：负极反应：Fe-Cu-HNO3 （浓）反应铁在浓硫酸浓硝酸中会钝化正极反应：负极反应：关键是比较两个电极失电子能力，有些两边都可以失电子，如牺牲负极的正极保护法。
（四）电极PH的升降判断：反应为主，离子移动和生成水为次。
Mg-Al-NaOH：正极反应：PH变化负极反应：PH变化总反应：PH变化海水电池（Al-O2-H2O）正极反应：PH变化负极反应：PH变化总反应：PH变化（五）钢铁的腐蚀与保护（六）一些零碎的知识点1、纯锌与电解质反应较慢，含有杂质的锌会反应较快。
做原电池加快反应的实验时（Zn-HCL）通常向溶液中滴入几滴CuSO4 加快反应。
高一化学能和电能知识点
高一化学能和电能知识点能和电能是高一化学中的重要知识点，它们是我们理解和解释物质和化学反应的基础。
本文将深入探讨能和电能的概念、特性和应用。
一、能的概念和特性能是物体或系统做功能或进行变化的基本能力。
它存在于各种形式，包括热能、化学能、机械能等。
以下是一些常见的能的特性：1. 守恒性：能的总量在封闭系统中守恒，能量不能被创造或销毁，只能互相转化。
2. 转化性：能可以在不同形式之间互相转化。
例如，电能可以转化为热能、机械能可以转化为电能等。
3. 传递性：能可以通过传热、传动等方式从一个物体传递到另一个物体。
4. 定量性：能可以通过测量来进行定量描述，单位通常为焦耳(J)。
二、化学能的概念和应用化学能是物质内部的能量，它存在于物质的化学键中。
以下是一些重要的化学能相关概念和应用：1. 化学键和化学反应：化学键是原子之间形成的强相互吸引力，它储存了化学能。
化学反应发生时，化学键被打破和重新形成，储存在化学键中的能被释放或吸收。
2. 燃烧反应：燃烧是一种常见的化学反应，涉及到化学能的转化。
例如，燃烧木材时，化学能转化为热能和光能。
3. 内能：物质的内能是由其分子和原子之间相互作用引起的，是体系的总能量。
它包括了分子动能、位能等。
4. 三大能量转化：化学能可以转化为热能、机械能和电能。
例如，煤炭燃烧时释放的化学能可以转化为热能，用于供暖、发电等。
三、电能的概念和应用电能是由电荷运动带来的能量，是一种重要的能量形式。
以下是一些关于电能的概念和应用：1. 电荷和电场：电荷是带有电性的粒子，通过它们的运动可以产生电能。
电场是由电荷形成的力场，是电能传递的媒介。
2. 电路和电流：电路是由导体、电源和负载组成的闭合路径，电流是电荷在电路中的流动。
电流的大小与电荷的数量和流动速度有关。
3. 电压和电势差：电压是电势差的另一种称呼，用来描述电荷在电场中受到的推动力。
电势差越大，电荷流动的速度越快。
4. 电功和功率：电功是指单位时间内电流通过负载所做的功，功率是电功的变化率。
化学能与电能
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(2)写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:
负极： Cu -2e- = Cu 2+
正极： 4H+ +2NO3－ + 2e- = 2NO2 ↑+2H2O 总：Cu + 4H+ +2NO3－=2NO2 ↑+ Cu 2+ + 2H2O 金属的活泼是相对于电解质溶液的活泼
先能与电解质溶液反应的做负极
On the evening of July 24, 2021
总反应总:反ZZ应nn+:+CF2euA2+g+ +=2=FZen32Z++n+2=+C+u3F2eA2g+
On the evening of July 24, 2021
演讲结束，谢谢大家支持
化学能与电能
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第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能
第一课时 化学能与电能的相互转化
On the evening of July 24, 2021
想一想
On the evening of July 24, 2021
小结： Courseware template
失e-,沿导线传递，有电流产生
氧化反应
Zn-2e=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
电解质溶液
阴离子
阳离子
总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑
还原反应
2H++2e-= H2↑
化学必修2第二章第二节化学能与电能
镍－镉碱性蓄电池 P38
新一代可充电的绿色 电池——锂离子电池 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。
氢氧燃料 电池
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、 氧化剂物质全部贮藏在电 池内，而是在工作时，不 断从外界输入，同时将电 极反应产物不断排出电池
二、发展中的化学电 源
普通锌锰电池 碱性电池
镍 镉 电 池 小型高性能燃料电池 锂离子电池 镍氢电池
上图是锌－锰干电池
干电池
2、充电电池
铅蓄电池结构 充电电池又称二次电池，它在放 电时所进行的氧化还原反应，在 充电时又逆向进行，使生成物恢 复原状，如此充放电可循环进行， 至一定周期后终止。 汽车用蓄电池 （1）铅蓄电池
锂电池 干电池 叠层电池 纽扣电池 各类电池
减少污染
节约资源
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谢谢大家 祝同学们学习愉快！
202X
第二章化学反 应与能量
第二节 化学能与电能
授课教师：
一、化学能转化为电能
2001年我国发电量构成 图
火力发电厂能量转化：
化学能→热能→机械能→电能。
能否将化学能直接转化 为电能呢？
【实验2-4】
请将实验现象记录在课 本P38表中： Cu片有气泡产生 锌片溶解 电流表指针偏转 结论： 有电流产生
铜片
锌片
电流 表
现象
1、将化学能转变为 电能的装置叫原电池 原电池的电极 正极：发生氧化反应 负极：发生还原反应
2.Zn－Cu－H2SO4原电池的工作原理：
电极反应式：
Zn片： Zn －2e- = Zn2+ （氧化反应） Cu片：2H++2e- = H2 ↑ （还原反应）
化学能与电能
化学能与电能能量是指物体或系统能够完成某种工作的能力。
在物质世界中，能量有很多形式，包括化学能、电能等。
本文将从这两种能量出发，探讨它们的联系、特点以及应用领域。
首先，化学能是一种常见的能量形式，它与物质的化学结构和组成有关。
化学能通常存储在化学键中，当化学反应发生时，化学键会断裂或形成，从而释放或吸收能量。
比如，燃烧是一种常见的化学反应，燃烧过程中化合物的化学键断裂，并与氧气反应，形成新的化合物。
这个过程释放出的能量就是化学能。
化学能具有以下特点：首先，化学能的转化是发生在分子和原子层次的。
化学反应涉及原子和分子的重新组合和转换，因此化学能转化的过程常常比较复杂。
其次，化学能与产生它的物质的性质有关。
不同物质的化学能量是不同的，这是因为它们的结构和组成不同。
再次，化学能是可逆的。
在化学反应中，能量可以从一个物质转移到另一个物质，然后再返回原来的物质。
化学能在生活和工业中有着广泛的应用。
例如，我们经常使用的电池就是利用化学能产生电能的。
电池中的化学能主要来自于化学反应，当反应进行时，化学能转换为电能。
此外，化学能也广泛应用于燃料的利用。
煤、石油、天然气等燃料都含有丰富的化学能，当它们被燃烧时，化学能被释放出来，转化为热能或电能，从而用于供暖、发电等方面。
其次，电能是一种由电荷运动形成的能量形式。
当电荷在导体中流动时，就会产生电流，从而产生电能。
电流可以通过导线传递，使电能转化为其他形式的能量，比如光能、热能等。
电能具有以下特点：首先，电能是一种集中式能量。
电能可以通过输电线路远距离传输，使得能量的分配和利用更加灵活。
其次，电能易于控制。
通过调节电流的大小和方向，我们可以灵活地操控电能，实现不同的功能。
最后，电能损失较小。
在输电过程中，电能损失很少，这使得电能非常高效。
电能在现代社会中有着广泛的应用。
例如，我们使用的电灯、电冰箱、电视等家用电器，都是利用电能供电的。
此外，电能还广泛应用于交通运输、通信、医疗等领域。
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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化学能与电能
金属活动性：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
一、原电池
1、概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。
原电池反应的本质是氧化还原反
应。
如右图所示，组成的原电池：电解质溶液为稀H2SO4
电极反应：
负极（Zn电极）：Zn －2e - = Zn 2+（氧化反应）
正极（Cu电极）：2H+ +2e- =H2↑（还原反应）
总反应：Zn+2H2+=Zn2++ H2↑（离子方程式）
Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑（化学方程式）
2、原电池的形成条件：两极一液一连线
⑴有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。
⑵电极材料均插入电解质溶液中。
⑶两极相连形成闭合电路
⑷内部条件：能自发进行氧化还原反应。
二、化学电池（将化学能变成电能的装置）
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
1、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。
电极总
的反应式为：2NH4Cl+2Zn+2MnO2=ZnCl2+2NH3 ↑ + Mn2O3 +H2O
负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH4++2e-=2NH3+H2
总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2
2、碱性锌锰干电池
负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH（代替NH4Cl）
3、铅蓄电池
1）电极材料及原料：正极：PbO2负极：Pb
2）电解质溶液：H2SO4溶液
3）电极反应式：①放电时——负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2- =PbSO4
正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42-+ 2e-= PbSO4 +2H2O
总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O
②充电过程：aq是溶液； s是固体；l是液体；g是气体
阴极（接电源负极）：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) （还原反应）
阳极（接电源正极）：PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 4H+(aq)+ SO42-(aq)（氧化反应）
放电时负极反应式与充电时阴极反应式刚好相反
铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
4、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。
氢氧燃料电池工作原理。