[理化生]原电池课件.ppt

第二章部分金属 第四节第一课时 一、原电池 根据能量守恒原理，这种产生出来的电能是从什么能量转变来的呢？ 正负极的判断 Zn－2e－=Zn2+ 二、形成简单原电池的条件 Zn－2e－=Zn2+ 5、形成简单原电池的条件 1. 在如下图所示的8个装置中，属于原电池的有 . 三、简单原电池的设计 铝-空气-海水电池 甲烷-氧燃料电池 小结: 干电池 纽扣电池 锂电池 化学电源 原电 （1）将反应:2FeCl3+Fe=3FeCl2设计成原电池。 （2）判断正负极并写出电极反应。 石墨 Fe FeCl3溶液 负极（铁）： Fe－2e－=Fe2+ 正极（石墨）： 2Fe3+ + 2e－=3Fe2+ 四.常见的化学电源 ●一次电池 ●二次电池 ●高能电池 ●燃料电池 锌－锰干电池 四.常见的化学电源 Ⅰ.干电池(一次电池) 电极: Zn为负极,碳棒为正极 电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊 另有黑色的MnO2粉末，吸收正极 产生的H2，防止产生极化现象。 负极(Zn):Zn-2e-＝Zn2+ 正极(C):2NH4+ + 2e-＝2NH3+H2 H2 + 2MnO2 ＝ Mn2O3+H2O 去氢 4NH3 + Zn2+ ＝ [Zn(NH3)4]2+ 去氨 电极方程式： 四.常见的化学电源 铅蓄电池 电极：Pb为负极；PbO2为正极. 电解液:30%的H2SO4溶液 电极反应式: 负极(Pb)： Pb + SO42 -2e-＝PbSO4 正极(PbO2)：PbO2 + 4H+ SO42- + 2e ＝PbSO4 +2H2O 总电池反应:PbO2 + Pb +2H2SO4＝2PbSO4↓+ 2H2O 拓展创新 Ⅱ.铅蓄电池(二次电池) (1.25～1.28g/cm-3) 课堂练习: 2.铅蓄电池(原电池)的电极分别是PbO2和Pb,电解质溶液为稀硫酸溶液,工作时原电池的总反应是: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O. 根据上述反应,判断: 1)原电池的负极是(填电极材料)_______ 2)工作时蓄电池负极反应式为___________ 3)工作时蓄电池里电解质溶液的PH变化:______ 电极: Zn为负极，Ag2O为正极 电解液: KOH溶液 电极反应式: 负极: Zn + 2OH- -2e- ＝ Zn(OH)2 正极: Ag2O + H2O + 2e- ＝2Ag + 2OH- 总反应式: Zn + Ag2O + H2O ＝ 2Ag + Zn(OH)2 拓展创新 银锌电池 Ⅲ.高能电池(银锌电池、锂电池) 电极: Pt制作的惰性电极 电解质溶液: KOH溶液 负极: 2H2 - 4e- + 4OH- ＝4H2O 正极: O2 + 2H2O + 4e- ＝4OH- 总反应：2H2+ O2＝2H2O 拓展创新 氢氧燃料电池 若为酸性介质，试写出电极反应式？ 思考: 负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+ 正极: O2+ 4H+ + 4e- ＝ 2H2O Ⅳ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/海水-空气电池) Ⅳ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/铝-海水-空气电池) 1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。 负极：4A1-12e- ＝ 4A13+ 正极：3O2+6H2O+12e- ＝12OH- 电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O＝4A1(OH)3 这种海水电池比“干电池”的能量高20～50倍。 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极 上分别通甲烷和氧气: 负极：CH4 + 10OH- - 8e- ＝ CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 4H2O + 8e- ＝ 8OH- 电池总反应式为：CH4+2O2+2KOH ＝K2CO3+3H2O Ⅳ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/海水-空气电池) ①燃料电池的能量转化率很高，氢氧燃料电池 除能量转化率 高外还可持续使用，不污染环境。 ②一般的可燃物均可与O2组成燃料电池，如H2、CO、CH4、乙醇等。 ③燃料电池一般以碱性介质作电解液，也可用酸性介质作电 解液，二者电极上应式是有区别的。如甲烷-氧燃料电池在酸性介质中的电极反应为： 负极：CH4 + 2H2O - 8e- ＝CO2 + 8H+ 正极：2O2 + 8H+ + 8e- ＝ 4H2O 总反应式为：CH4 + 2O2 ＝ CO2+2H2O 五.原电池的应用 (1)制作干电池、蓄电池、高能电池等