【化学】1.3.1《化学能转化为电能.ppt

认识几种电池 1.干电池（普通锌锰电池） 2、蓄电池 3、新型燃料电池 原理相同： 工作时发生的仍然是氧化还原反应 特点： 工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，同时将电极产物不断排出电池。 燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。能量转换率很高。 * * * Zn-2e-=Zn2+ 2H+ +2e-=H2 还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应 氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应 还原剂失去的电子从锌极流出 流入铜极. 经外电路 Zn2+ H+ SO42- 电流方向 氧化反应 Zn-2e-=Zn2+ 铜锌原电池 电解质溶液 失e-，沿导线传递，有电流产生 还原反应 2H++2e- =H2↑ 阴离子 阳离子 负极 正极 阳离子 归 纳 与 整 理 Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑ 2e- 电极反应总式： 化学能 电能 氧化还原反应 原电池反应本质： 原电池的形成条件 —— 电极材料均插入电解质溶液中 —— 两极相连形成闭合电路 1. 电极 —— 两个电极（活泼性不同） 负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等 2. 溶液 3. 回路 归 纳 与 整 理 自发的氧化还原反应 （3）燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。 二、化学电源分类 （2）二次化学电源 二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。 （1）一次化学电源 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。 锂电池 干电池 叠层电池 纽扣电池 各类电池 电极反应方程式： 负极： 正极： Zn – 2e- = Zn2+ 2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = Mn2O3 + 2NH3↑ + H2O 反应总的方程式 2MnO2+2NH4++ Zn=Mn2O3+2NH3↑+H2O+Zn2+ 碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵 做电解质，结构如图1—3—8所示， 其电极反应为： 铅蓄电池 正极材料上涂有棕褐色的PbO2，负极材料是海绵状的金属铅，两极浸在H2SO4溶液中。写出电极反应式。 铅蓄电池是二次电池，能放电又能充电。 放电是原电池原理； 充电是电解原理 氢氧燃料电池 交流·研讨 图1---3一10为一种氢氧燃料电池结构 示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极 材料为石墨，氢气和氧气(或空气)源源 不断地通到电极上。请你写出该电池的 电极反应和电池反应。 氢氧燃料电池的电极反应为： 电池反应为： 燃料电池优点: 能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点 在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应： 在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应： 3 4 （1）、化学腐蚀与电化腐蚀 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍 联系 较活泼金属被氧化 金属被氧化 本质 有微弱电流产生 无电流产生 现象 不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 金属跟非金属单质直接接触 条件 电化腐蚀 化学腐蚀 1、金属的腐蚀的电化学原理 负极： Fe - 2e- = Fe2+ 正极： 2H++ 2e- =H2 溶液反应： Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O 正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 请写出下列电极方程式？ A A 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 H2O 1、金属腐蚀的电化学原理 1.433V 0.204V 电压 负极 溶液 正极 条件 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 （2）、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例） 2H++ 2e- =H2 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- Fe - 2e- = Fe2+ Fe2++ 2OH- =Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O 水膜酸度较高 水膜酸性很弱或中性