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文檔簡介

1、第一課時常見化學電池常見化學電池負極負極(鋅筒)(鋅筒) :Zn-2e-=Zn 2+ 正極正極(石墨)(石墨) : 2NH4+ +2e-= 2NH3+ + 2H2 總反應:總反應:Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2 1、鋅、鋅-錳干電池錳干電池(酸性)酸性)2.堿性鋅錳干電池堿性鋅錳干電池負極:負極:Zn2OH2eZn(OH)2 正極:正極:2MnO22H2O2e2MnOOH2OH 電池反應式為電池反應式為:Zn2MnO22H2OZn(OH)22MnOOH 2、鉛蓄電池、鉛蓄電池負極負極PbPb:Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正極正極PbO2:PbO2+4H+ + SO

2、42- +2e- =PbSO4+2H2O總反應:總反應:鈕扣電池:不銹鋼制成一個由正鈕扣電池:不銹鋼制成一個由正極殼和負極蓋組成的小圓盒,盒極殼和負極蓋組成的小圓盒,盒內靠正極一端填充由內靠正極一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨組成的正極活性材料,負極石墨組成的正極活性材料,負極蓋一端填充鋅汞合金作負極活性蓋一端填充鋅汞合金作負極活性材料,電解質溶液為濃材料,電解質溶液為濃KOHKOH溶液,溶液,已知電池內已知電池內ZnZn的氧化產物為的氧化產物為ZnOZnO,3、銀、銀-鋅電池鋅電池負極:負極:Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正極:正極:Ag2O+ H2O +2e-

3、 =2Ag+ 2OH- 總反應:總反應: Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag4、燃料電池、燃料電池氫氧燃料電池5、海水電池(電解質溶液為海水)、海水電池(電解質溶液為海水)負極:負極:4Al-12e=4Al3+,正極:正極:3O2+6H2O+12e=12OH總反應:總反應:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)36、鋰電池(非水有機溶劑電解液)、鋰電池(非水有機溶劑電解液)負極:負極:2Li-2e=2Li+,正極:正極:I2+2e=2I,總反應:總反應:2Li+I2=2LiI跟相同質量的其它金屬作負極相比,使用壽命延長,跟相同質量的其它金屬作負極相比,使用壽命延長,高能、質輕、電壓高、工作

4、效率高、儲存壽命長。高能、質輕、電壓高、工作效率高、儲存壽命長。第二課時書寫電極反應的原則書寫電極反應的原則一、書寫電極反應的原則一、書寫電極反應的原則1.守恒原則:守恒原則:電極反應是氧化還原反應,要遵循電極反應是氧化還原反應,要遵循質量守恒、電子守恒及電荷守恒。質量守恒、電子守恒及電荷守恒。2加和性原則:加和性原則:兩電極反應式相加,消去電子兩電極反應式相加,消去電子后得電池總反應式。利用此原則,電池總反應式減去后得電池總反應式。利用此原則,電池總反應式減去已知的一電極反應式得另一電極反應方程式。已知的一電極反應式得另一電極反應方程式。3共存原則:共存原則:堿性溶液中堿性溶液中CO2不可能

5、存在,也不可能存在,也不會有不會有H+參加反應或生成;同樣酸性溶液,不會有參加反應或生成;同樣酸性溶液,不會有OH參加反應或生成。根據此原則,物質得失電子后參加反應或生成。根據此原則,物質得失電子后在不同的介質環境中所存在的形式不同。在不同的介質環境中所存在的形式不同。二、書寫電極反應的技巧二、書寫電極反應的技巧1準確判斷兩個電極準確判斷兩個電極例例1將鋅片和鋁片用導線相連,分將鋅片和鋁片用導線相連,分別插入稀硫酸、濃硫酸中,寫出兩原別插入稀硫酸、濃硫酸中,寫出兩原電池中的電極反應式和電池反應式。電池中的電極反應式和電池反應式。2注意運用電池總反應式注意運用電池總反應式例例2將鉑絲插入將鉑絲插

6、入KOH溶液作電極,然溶液作電極,然后向兩個電極上分別通入甲烷和氧氣,后向兩個電極上分別通入甲烷和氧氣,可以形成原電池。則通入甲烷的一極為可以形成原電池。則通入甲烷的一極為電池的電池的_極,這一極的電極反應式極,這一極的電極反應式為為_。3關注電解質溶液的酸堿性關注電解質溶液的酸堿性例例3美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學電源。料電池是一種新型的化學電源。用用KOH作電解質溶液,電極反應產生的作電解質溶液,電極反應產生的水,經冷凝后又可作為宇航員的飲用水,發水,經冷凝后又可作為宇航員的飲用水,發生的反應為:生的反應為:2H2+O2=2H2O,

7、則電極反應式,則電極反應式分別為分別為_;如把如把KOH改為稀改為稀H2SO4作導電物質,則作導電物質,則電極反應式為電極反應式為_。原電池電極反應式的書寫注意事項原電池電極反應式的書寫注意事項: (1) 找出兩極放電的物質,找出兩極放電的物質,負氧正還負氧正還。注意注意:電極材料不一定就是放電的物質,要利用氧化電極材料不一定就是放電的物質,要利用氧化還原反應的知識找到給出電子和接受電子的物質。還原反應的知識找到給出電子和接受電子的物質。 (2 2)分析放電后的產物是否與溶液中的溶質反應。分析放電后的產物是否與溶液中的溶質反應。注意注意:溶液的酸堿性,適當的在電極方程式兩邊添溶液的酸堿性,適當

8、的在電極方程式兩邊添加加H+、OH、H2O,以遵循電荷守恒和質量守恒。,以遵循電荷守恒和質量守恒。小小 結結 例例2 2:航天技術上使用的氫氧燃料電池具航天技術上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優點。氫氧燃料電池有高能、輕便、無污染的優點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種,它們放電時的總反應都可有酸式和堿式兩種,它們放電時的總反應都可以表示為以表示為2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O,酸式電池中電解質是酸,酸式電池中電解質是酸,其負極反應可表示為其負極反應可表示為_,則其正極,則其正極反應式為反應式為_。堿式電池的電解。堿式電池的電解質是堿,其正極反應式為質是堿,其正極

9、反應式為_,則其負極反應可表示為則其負極反應可表示為_ 。 2H2-4e-+4OH-=4H2O 2H2-4e-=4H+O2+4e-+4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-練習練習1 1、氫氣是燃料電池最簡單的燃料,雖氫氣是燃料電池最簡單的燃料,雖然使用方便,卻受到價格和來源的限制。常然使用方便,卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳氫化合物,如:甲烷、用的燃料往往是某些碳氫化合物,如:甲烷、汽油等。請寫出圖中甲烷燃料電池中汽油等。請寫出圖中甲烷燃料電池中a a極的極的電極反應式電極反應式: ,此時電池內總的反應式此時電池內總的反應式 。 KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bC

10、H4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O練習練習2 2:有人設計出利用有人設計出利用CHCH4 4和和O O2 2的反應,用鉑的反應,用鉑電極在電極在KOHKOH溶液中構成原電池。電池的總反應溶液中構成原電池。電池的總反應類似于類似于CHCH4 4在在O O2 2中燃燒,則下列說法正確的是中燃燒,則下列說法正確的是( )每消耗每消耗1molCH1molCH4 4可以向外電路提供可以向外電路提供8mole8mole- -負極上負極上CHCH4 4失去電子,電極反應式:失去電子,電極反應式: CHCH4 4 + 10OH+ 10OH- -8

11、e8e- - = CO= CO3 32- 2- + 7H+ 7H2 2O O負極上是負極上是O O2 2獲得電子,電極反應式為:獲得電子,電極反應式為:O O2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4eO + 4e- - = 4OH= 4OH- -電池放電后,溶液電池放電后,溶液PHPH不斷升高不斷升高 A.A. B. B. C. C. D. D.A 練習練習3:已知下列原電池的總反應式,已知下列原電池的總反應式,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,請寫出電極,請寫出電極反應式反應式 負極:負極:_ 正極:正極:_ 練習練習4:將上題中的反應設計成原電池。畫出將上題中的反應設計成原電池

12、。畫出裝置圖并注明電極材料及電解質溶液。裝置圖并注明電極材料及電解質溶液。2Fe3+ + 2e- =2Fe2+Cu -2e- =Cu2+ 練習練習5:蓄電池在放電時起原電池的作用,蓄電池在放電時起原電池的作用,在充電時起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電在充電時起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時發生的反應:池分別在充電和放電時發生的反應:下列有關愛迪生蓄電池的推斷錯誤的是下列有關愛迪生蓄電池的推斷錯誤的是( ) A放電時,放電時,Fe是負極,是負極,NiO2是正極是正極 B蓄電池的電極可以浸入某中酸性電解質溶液中蓄電池的電極可以浸入某中酸性電解質溶液中C充電時,陰極上的電極反應為

13、:充電時,陰極上的電極反應為: D放電時,電解質溶液中的陰離子向正極方向移動放電時,電解質溶液中的陰離子向正極方向移動 答案:答案:B B、D D。 練習練習6、(99理綜理綜)熔融鹽燃料電池具有高熔融鹽燃料電池具有高的發電效率的發電效率,因而受到重視因而受到重視.可用可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融鹽混合物用電解質的熔融鹽混合物用電解質,CO為陽極為陽極燃氣燃氣,空氣與空氣與CO2的混合氣為陰極助燃氣的混合氣為陰極助燃氣,制制得在得在6500下工作的燃料電池下工作的燃料電池,完成有關的完成有關的電池反應式電池反應式: 負極反應式負極反應式: , 正極反應式正極反應式:O2+2CO2+4e=2CO32- 總電池反應總電池反應 式式: .2CO+2CO32-4e-=4CO22CO+O2=2CO2 解析:解析:本題中本題中COC

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