电化电池与双电池.ppt

電化電池與雙電池 台中縣明道高級中學 程明亮老師 陳義忠老師 電化電池與雙電池 單元目標： 能瞭解電化電池的原理。 能說出電化電池各部分名稱及反應，並計算電池電位差。 能辨別電池的順向串聯與反向串聯，並計算總電位差。 能瞭解電池順向串聯與反向串聯的一些相關應用。 電化電池的原理 兩燒杯中的氧化還原反應 此裝置稱為鋅銅電池 電化電池兩極的定義 物理學上：訂正、負兩極 化學上 ：訂陰、陽兩極 結論一 凡是能將化學能轉換成電能的裝置，稱為化學電池或電化電池。常用的有： 一次電池：乾電池、鹼性電池、 一次鋰電池。 二次電池：鉛蓄電池、鎳鎘電池、 鎳氫電池、可充電鋰電池。  標準還原電位及其測定 電化學測量電位的標準狀態： (1)溫度維持在25℃ (2)各離子的濃度為1 M (3)若有氣體物質，使其壓力維持在1大氣壓。 選定標準氫氣電極為參考電極， 即 還原電位：E0=0.00伏特 標準還原電位的測定 利用測出之標準還原電位值比較不同金屬在水中的活性 電化電池標準電位差的計算 參考電極改變時，產生的影響 如何自製微型鎂銅電池 材料：1M硫酸銅溶液 50mL 鎂帶或鎂箔 15~20㎝ 銅片(2㎝×6㎝) 1片 附鱷魚夾導線 (紅、黑)各1條 底片空盒 1個 0.5~6V,10mA馬達風扇 1個 動腦想一想：如何組合可以啟動馬達風扇? 自製電池Ⅱ---備長炭電池 備長炭由日本「備中屋長左衛門」的商店於 十八世紀開發成功，須具備以下三個基本條件： 碳化材料必須為馬目堅木 碳化溫度必須達到攝氏1000~1200℃以上 碳元素含量可達93~96% 示範實驗：利用備長炭、鋁箔紙及飽和食鹽水 來做一個簡單的電化電池。 雙電池 雙電池 順向串聯的生活應用 因單一電池的電壓較小，故常將數顆電池順向串聯，以提高總電壓，符合不同商品的電壓需求。 常見的如手電筒、手提音響、MP3…等。 反向串聯的生活應用 汽車經常因忘了關燈而電能耗盡，此時 解決的方法有二： 對此電能耗盡的電池進行充電，約需30分鐘。 請別人的車保持在發動狀態來幫忙啟動，約需5分鐘。 無論那一種方式，均是利用兩條粗鱷魚夾電 線，將兩邊+極與+極相接，-極與-極相接。 反向串聯與電解裝置的類比 雙電池探討示範實驗 材料： 3號1.5V乾電池 3~4顆 3號電池座 3~4個 電池座連接線 2條 附鱷魚夾導線(紅、黑) 各3條 0.5~6V,10mA馬達風扇 1個 請按我 評量一：依序寫出鎂銅電池裝置各部分名稱  及溶液組成，並寫出兩燒杯半反應 評量二： 右列半反應電位值是以氫氣電 極為參考電極所測得 (1)四個金屬還原力由大至小為________________________ (2)若改以鎳為參考電極，則 E01變為_______, E02變為_______, E04變為_______, * 將磨亮的鋅片放入1M硫酸銅溶液中 氧化半反應： Zn → Zn2+ + 2e– (鋅片逐漸溶解) 還原半反應： Cu2+ + 2e–→Cu (銅附著在鋅片上) 電子得失直接在金屬表面進行，析出紅色的銅。 能量以熱能方式釋放，故溶液溫度逐漸上升。 CuSO4(aq) Zn 缺乏鹽橋，未能構成通路，故無法產生電流。 Zn2+ NO3– NO3– Na+ Na+ 利用鹽橋形成通路，儲存於物質中的化學能轉變成電能。 思考問題：想一想鹽橋有那兩項主要功能? 產生還原反應之電極(得e–) 陰極 產生氧化反應之電極(失e–) 陽極 化