化学反应与电能

常见电池和新型电池示例
原电池应用
常用电池的电极反应和电池总反应式书写
1、锌-锰干电池 、 锰干电池
锌筒） 负极（锌筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 石墨） 正极（石墨） ： 2NH4+ +2e-= 2NH3↑+ 2H2↑ 2NH4++2MnO2 + 2e—=2NH3↑+Mn2O3+H2O
总反应： 总反应：Zn+2NH4+=Zn 2++2NH3↑+2H2↑
应 用 知 识 体 系
原 电 池 原 理 及 其
原电池原理ห้องสมุดไป่ตู้构成原电池条件 原电池应用 金属的腐蚀及其防护
“负极出电子，电子回正极” 负极出电子，电子回正极” 负极出电子 定向移动方向：电子、离子 定向移动方向：电子、
必发生 失电子 的 氧化反应 原电池
必发生 得电子 的 还原反应 电解池
必发生 失电子 的 氧化反应
小结
原电池电极反应式的书写注意事项： 原电池电极反应式的书写注意事项： （1）负氧正还。 ）负氧正还。 （2）要注意溶液的酸碱性 ， 适当的在 ） 要注意溶液的酸碱性， 电极方程式两边添加H ， 电极方程式两边添加 +、OH—、H2O， 以遵循电荷守恒和质量守恒。 以遵循电荷守恒和质量守恒。 （3）要注意电极反应产物是否与电解 ） 质溶液发生反应。 质溶液发生反应。
5、海水电池（电解质溶液为海水） 、海水电池（电解质溶液为海水）
负极： 负极：4Al-12e—=4Al3+， 正极： 正极：3O2+6H2O+12e—=12OH— 总反应： 总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
6、锂电池（非水有机溶剂电解液） 、锂电池（非水有机溶剂电解液）
负极：2Li-2e—=2Li+，正极：I2+2e—=2I—， 正极： 负极： 总反应： 总反应：2Li+I2=2LiI 跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长， 跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长， 高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。 高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。
解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行 解析：作为燃料电池， 燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O 为氧化剂， CO为还原剂 燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O2为氧化剂， 电池总反应式为： 电池总反应式为：2CO+O2==2CO2。用总反应式减 2CO 去电池负极（即题目指的阳极）反应式， 去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得 到电池正极（即题目指的阴极）反应式： 到电池正极（即题目指的阴极）反应式： O2+2CO2+4e-== 2CO32- 。
5、(99理综 熔融盐燃料电池具有高的发电效 、 理综 理综)熔融盐燃料电池具有高的发电效 因而受到重视.可用 率,因而受到重视 可用 2CO3和Na2CO3的熔 因而受到重视 可用Li 融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气 空气与 为阳极燃气,空气与 融盐混合物用电解质 为阳极燃气 CO2的混合气为阴极助燃气 制得在 的混合气为阴极助燃气,制得在 制得在6500℃下 ℃ 工作的燃料电池,完成有关的电池反应式 完成有关的电池反应式: 工作的燃料电池 完成有关的电池反应式 负极反应式: 2CO+2CO32--4e- =4CO2 负极反应式 , 正极反应式:O 正极反应式 2+2CO2+4e=2CO32. 总电池反应 式: 2CO+O2=2CO2
市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、碳粉、 市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少 量氯化钠、水等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使其与空气隔绝， 量氯化钠、水等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使其与空气隔绝， 启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后， 启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有 大量的铁锈存在，请回答下列问题： 大量的铁锈存在，请回答下列问题： （1）热敷袋使用时，为什么会放出热量？ ）热敷袋使用时，为什么会放出热量？ （2）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？ ）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？ （3）试写出有关的电极反应式和化学方程式。 ）试写出有关的电极反应式和化学方程式。
CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O a b
， 。
此时电池内总的反应式 ：
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
H2 O
CH4
O2 KOH溶液 溶液
有人设计出利用CH4和O2的反应，用 的反应， 有人设计出利用 铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池 溶液中构成原电池。 铂电极在 溶液中构成原电池 的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列 中燃烧， 的总反应类似于 说法正确的是（ 说法正确的是（ A ） 每消耗1molCH4可以向外电路提供 ①每消耗 8mole负极上CH4失去电子，电极反应式： 失去电子，电极反应式： ②负极上 CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O 负极上是O 获得电子，电极反应式为： ③负极上是 2获得电子，电极反应式为： O2+2H2O+4e-=4OH电池放电后，溶液PH不断升高 ④电池放电后，溶液 不断升高 A.①② B.①③ C.①④ D.③④ ①② ①③ ①④ ③④
构成原电池条件
①有电解质溶液 ②有活性不同的两极 ③有闭合回路
例1、Cu、Fe作两极，稀硫酸作电解质溶液 Cu、Fe作两极， 作两极 正 负 的原电池中： Cu作____极 Fe作____极 的原电池中：①Cu作____极, ②Fe作____极 FeFe-2e-=Fe2+ 电极反应式是：负极____________ 电极反应式是：负极____________ 2H++2e-=H2↑ 正极_____________ 正极_____________ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 总反应式是___________________________ 总反应式是___________________________ 如将稀硫酸改为浓硝酸则： 如将稀硫酸改为浓硝酸则： 负 正 Cu作____极 Fe作____极 ①Cu作____极, ②Fe作____极 CuCu-2e-=Cu2+ 电极反应式是：负极____________ 电极反应式是：负极____________ 2NO3-+4H++2e-==2NO2 +2H2O 正极_____________________ 正极_____________________ Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 总反应式是_______________________________ 总反应式是_______________________________
金属的腐蚀及其防护
金属的腐蚀
金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反 应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。 应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属 原子失去电子被氧化的过程。 原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
条件 现象 本质 联系
电化腐蚀
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触 有微弱电流产生 微弱电流产生 较活泼金属被氧化
Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O
2、铅蓄电池 、
负极Pb： 负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 Pb 正极PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O 正极 总反应： 总反应：
例2：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的 ： 作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：
下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是( ) A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B．蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中 C．充电时，阴极上的电极反应为： D．放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 解析：蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是 解析：蓄电池放电时起原电池作用， 较活泼的金属， 正确 放电时， 是原电池的负极 正确。 是原电池的负极， 较活泼的金属，A正确。放电时，Fe是原电池的负极，Fe 失电子被氧化成Fe 离子。由于负极——Fe的附近聚集较 失电子被氧化成 2+离子。由于负极 的附近聚集较 多的Fe 离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动， 不 多的 2+离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D不 正确。充电时蓄电池起电解池作用， 正确。充电时蓄电池起电解池作用，充电时电源的负极应 与蓄电池的负极（ ，此时作为电解池的阴极）相连接， 与蓄电池的负极（Fe，此时作为电解池的阴极）相连接， 发生还原反应。 正确 反应是在碱性溶液中进行的， 正确。 发生还原反应。C正确。反应是在碱性溶液中进行的，B不 正确。答案： 正确。答案：B、D。
（1）利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。 （ 2） 碳粉的主要作用是和铁粉 、 氯化钠溶液一起构成原电 ） 碳粉的主要作用是和铁粉、 加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。 池，加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。 （3）负极：2Fe - 4e-===2 Fe2+， ）负极： 正极：O2+2H2O +4e- =4OH-， 正极： 总反应方程式是： 总反应方程式是：4 Fe+3O2+6H2O=== 4Fe(OH)3
4、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使 氢气是燃料电池最简单的燃料， 用方便，却受到价格和来源的限制。常用的 用方便，却受到价格和来源的限制。 燃料往往是某些碳氢化合物， 甲烷、 燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽 油等。 油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成 的甲烷燃料电池中a极的电极反应式： 的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：