《第二讲 化学能转化为电能电池》ppt课件.ppt

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1、第二讲　化学能转化为电能——电池1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。3．了解金属发生电化学腐蚀的原因和防止金属腐蚀的措施。知识点1原电池工作原理1.原电池装置能量转化特点化学能转化为电能。2．原电池的电极原电池的负极——活泼金属——发生氧化反应——向外电路提供电子原电池的正极——不活泼金属(或石墨)——发生还原反应——接受外电路提供的电子锌铜原电池装置示意图3．原电池的构成条件(1)能自发地发生氧化还原反应。(2)电解质溶液(构成电路或参加反应)。(3)由还原剂和导体构成负极系统，由氧

2、化剂和导体构成正极系统。(4)形成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。4．原电池工作原理以稀H2SO4作为电解质溶液的Cu—Zn原电池为例：(1)电极：Zn为负极，Cu为正极(2)电极反应：Zn为负极：发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋；Cu为正极，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑。(3)电子和电流方向：电子从负极流出经导线流入正极；电流从正极流出经外电路流入负极。(4)离子的迁移方向电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示：知识点2化学电源1.一次电池——碱性锌锰干电池负极材料是锌

3、筒，正极是碳棒。电极反应为：负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；正极：2MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－；总反应：Zn＋2MnO2＋H2O===Zn(OH)2＋Mn2O3。2．二次电池——铅蓄电池放电反应为：负极：Pb＋SO42－－2e－===PbSO4；正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－===PbSO4＋2H2O；总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。充电反应为：阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO42－；阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42－；

4、总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。②用NaOH等碱性溶液时：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－；总反应：2H2＋O2===2H2O。(2)CH4燃料电池(电解质为KOH)负极：CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O；正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－；总反应：CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。知识点3金属的电化学腐蚀与防护1.金属的腐蚀金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。(1)化学腐蚀：金属与接触的

5、物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触发生原电池反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。2．电化学腐蚀分类以铁的腐蚀为例吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈弱碱性或中性水膜呈酸性正极反应2H2O＋O2＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑负极反应Fe－2e－===Fe2＋总反应2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑3.金属的防护方法(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌块等，让被保护的金属作原电池的正极。(2)外加电源的阴极保护法——

6、电解池原理用被保护的钢铁设备作阴极，惰性电极作阳极，外接直流电源。(3)其他方法：改变金属内部结构，如不锈钢；加涂防护层如喷油漆、涂油脂、电镀等方法。考点1原电池正负极的判断与电极反应式的书写1.正负极判断判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中离子定向移动方向阴离子移向的极阳离子移向的极发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极2.电极反应式的书写书写电极反应式时，要根据电极材料、电解质溶液分析电极反应和电极产物，写出电极反应式，还要注意电子守恒。(1

7、)负极为活泼金属时，一般失去电子形成可溶性稳定价态阳离子，或进入溶液，或与电解质发生反应；若为燃料电池，负极一般不参与反应，可燃气体失去电子，形成稳定的氧化产物，或进一步与电解质溶液反应。(2)正极上，一般是溶液中氧化性最强的微粒获得电子被还原，生成稳定的还原产物，或进一步与电解质溶液反应。(3)正、负两极反应式在确保得失电子数目相等的前提下，加和可得电池反应总方程式。[例1](2010·广东，23)铜锌原电池如图工作时，下列叙述正确的是()A．正极反应为：Zn－2e－＝Zn2＋B．电池反应为：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋CuC．在外电路中，电子从负

8、极流向正极D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液[解析]本题考查原电池。电池的正极得电子，A选项错误；结合该电池的装置图可知，