化学能与电能

合集下载

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化能量是物质存在的一种形式,可以在不同形式之间进行转化。

其中,化学能和电能是常见的两种能量形式。

化学能是指物质中所蕴含的储存能量,而电能则是指电荷在电场中所具有的能量。

化学能与电能之间的转化在我们日常生活中有着广泛的应用和重要的意义。

一、化学能转化为电能化学能转化为电能主要依赖于电化学反应。

电化学反应是一种将化学反应与电现象耦合起来的反应过程,通过控制电子的流动,将储存在化学物质中的能量转化为电能。

1. 电池的工作原理电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。

常见的电池有原电池、干电池、锂电池等。

以干电池为例,通过化学反应将储存在干电池中的化学能转化为电能。

干电池中存在阴极、阳极和电解质三个部分。

化学反应导致电解质中出现电荷的不平衡,从而形成一个电场,使得电子在阴极和阳极之间流动,产生电流,最终将储存在化学物质中的能量转化为电能。

2. 燃料电池的应用燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,其工作原理类似于电池。

燃料电池通过将燃料(如氢气、甲烷等)与氧气在电解质中进行氧化还原反应,产生电流,将化学能转化为电能。

燃料电池具有高效、环保的特点,被广泛应用于汽车、航空航天等领域。

二、电能转化为化学能电能转化为化学能的过程主要通过电解反应实现。

电解反应是一种利用电能来促使化学物质发生氧化还原反应的过程,将电能转化为储存在化学物质中的能量。

1. 电解水电解水是将电能转化为化学能的经典例子。

在电解水中,通过外加电压使得水分子发生氧化还原反应,产生氢气和氧气。

在这个过程中,电能被转化为化学键的能量,从而储存在氢气和氧气分子中。

2. 光合作用光合作用是一种将光能转化为化学能的重要过程。

植物通过叶绿素等色素吸收太阳光的能量,将其转化为化学能,并储存在葡萄糖等有机物中。

这个过程中,光能被转化为化学键的能量,从而形成储存能量丰富的化学物质。

三、化学能和电能的应用与意义化学能和电能的转化在现代社会中有着广泛的应用,并具有重要的意义。

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化一、化学能转化为电能 1.原电池的工作原理原电池是将能转化为能的一种装置,电子流出的一极称为极,该极发生反应,电子流入的一极叫极,该极发生反应。

原电池中电子流动的方向为:从极经外电路流向极。

2.构成原电池的条件(1)具有活泼性不同的两个电极,较活泼金属作极,发生反应。

较不活泼金属或能导电的非金属单质(如石墨等)作极,发生反应。

(2)具有电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应)(3)形成闭合回路(或在溶液中接触)(4)原电池反应是自发的氧化还原反应。

3、原电池正负极的判断方法4、原电池电极反应的书写方法――设计原电池原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,书写电极反应的方法归纳如下:(1)写出总化学反应方程式(即氧化还原反应方程式);(2)根据总反应方程式从电子得失(或元素化合价升降)的角度,将总反应分成氧化反应和还原反应; (3)氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,注意介质可能参与反应; (4)验证;两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同,则书写正确。

例:铁与硫酸铜溶液反应,设计成原电池的两极反应式:负极:正极:练:Ag2O + Zn + H2O = 2Ag + Zn(OH)2的两极反应式负极:正极:【课堂练习】1.下列关于原电池的叙述,错误的是()A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置 C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应 D.原电池放电时,电流的方向是从正极到负极 2. 下列关于实验现象的描述不正确的是() A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快3. 下列变化中属于原电池的是() A.在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B.白铁(镀锌)表面有划损时,也能阻止铁被氧化C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层D.铁与稀硫酸反应时,加入少量硫酸铜溶液时,可使反应加速 4. 实验室中欲制氢气,最好的方法是() A.纯锌与稀硫酸反应 B.纯锌与浓硫酸反应C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌(含铅、铜杂质)与稀硫酸反应5. 铁制品上的铆钉应该选用下列哪些材料制成() A.铝铆钉 B.铜铆钉 C.铅铆钉 D.锡铆钉6. 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH怎样变化() A.不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 7. 对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是①锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1g H2④铜片上析出1molH2A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④()8. X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X与Y组成的原电池时,Y为电池的负极,则X、Y、Z三种金属的活动顺序为()A.X > Y > Z B. X > Z > Y C. Y > X > Z D. Y > Z > X9. 将铜棒和铝棒用导线连接后插入浓硝酸溶液中,下列叙述正确的是() A.该装置能形成原电池,其中铝是负极 B.该装置能形成原电池,其中铜是负极 C.该装置不能形成原电池 D.以上说法均不正确10. 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛使用,锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)��Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是() A.电池工作时,锌失去电子w.w.w.k.s.5.u.c.o.mB.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(l)+2e-��Mn2O3(s)+2OH-(aq) C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g11. 微型锂电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起博器所用的电源,这种电池中的电解质是固体电解质LiI,其中的导电离子是I-.下列有关说法正确的是() A.正极反应:2Li - 2e- = 2Li+ B.负极反应:I2 + 2e- = 2I- C.总反应是:2Li + I2 = 2LiI D.金属锂作正极12. 某原电池总反应离子方程式为2Fe3+ + Fe = 3Fe2+能实现该反应的原电池是()A.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液 C.正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3 D.正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4 13. 锌锰干电池在放电时,电池总反应方程式可以表示为:Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O 在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应的物质是() A. Zn B. 碳棒C. MnO2 和NH4+D. Zn2+ 和NH4+14. 将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化化学能与电能的转化是指将储存在化学物质中的能量转化为电能的过程,在现代社会的生活、工业和军事领域中具有非常重要的应用价值。

其中,常见的化学能转电能的装置包括化学电池、燃料电池、电解槽和蓄电池等。

一、化学电池化学电池是最常见的化学能转电能的装置之一。

它是通过将两种不同的金属与其相应的离子在电解质中反应而形成的。

在反应过程中,产生了电子流动,从而产生电能。

常见的化学电池类型包括干电池、湿电池、锂离子电池和镍氢电池等。

干电池是最简单的化学电池,它由一个锌电极和一个碳电极组成,中间隔着一块电解质、纸质隔膜或聚合物隔膜。

当锌电极与电解质反应时,会产生氢离子和电子。

这些电子会经过内电路从锌电极流到碳电极,从而形成电流。

在电极间的反应中,锌离子被迁移到电解液中,同时通电过程中电解质会被消耗,因此干电池的电能有限,随着时间推移而减弱。

湿电池的电解液是一种水溶液,通常是酸性或碱性溶液。

因此,湿电池具有较高的能量密度和电流功率,但它会释放气体,且在使用时应特别小心,以免液体泄漏导致损害。

锂离子电池则是使用锂离子作为电解质的电池,锂离子电池具有高的能量密度、较小的尺寸和较长的使用寿命等优点,在智能手机、笔记本电脑和电动汽车等设备中被广泛应用。

镍氢电池也被广泛应用于移动设备和电动汽车等方面,在这样的电池中氢原子会将电子输送到镍水体中,从而实现了化学能转化为电能的转化。

二、燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的特殊类型的电池。

燃料电池一般使用氢气、甲烷、乙醇、甲醇和天然气等作为燃料。

其原理与化学电池类似,不同的是它可以通过反应中的燃料源,地产生大容量的电能。

燃料电池有许多种类,包括质子交换膜燃料电池(PEMFC)、高温熔体燃料电池(HTMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和碱性燃料电池(AFC)等,各种不同的燃料电池类型在不同的领域应用广泛。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是蒸汽机发电技术的替代品,它使用氢气作为燃料与空气在电化学反应中产生水和电,是最常见的燃料电池类型之一。

化学能与电能

化学能与电能

.
(2)写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式:
负极: Cu -2e- = Cu 2+
正极: 4H+ +2NO3- + 2e- = 2NO2 ↑+2H2O 总:Cu + 4H+ +2NO3-=2NO2 ↑+ Cu 2+ + 2H2O 金属的活泼是相对于电解质溶液的活泼
先能与电解质溶液反应的做负极
On the evening of July 24, 2021
总反应总:反ZZ应nn+:+CF2euA2+g+ +=2=FZen32Z++n+2=+C+u3F2eA2g+
On the evening of July 24, 2021
演讲结束,谢谢大家支持
化学能与电能
It is applicable to work report, lecture and teaching
Courseware template
第二章 化学反应与能量
第二节 化学能与电能
第一课时 化学能与电能的相互转化
On the evening of July 24, 2021
想一想
On the evening of July 24, 2021
小结: Courseware template
失e-,沿导线传递,有电流产生
氧化反应
Zn-2e=Zn2+
负极 铜锌原电池 正极
电解质溶液
阴离子
阳离子
总反应: Zn+2H+=Zn2++H2↑
还原反应
2H++2e-= H2↑

化学能转为电能的原理

化学能转为电能的原理

化学能转为电能的原理化学能转为电能的原理是通过化学反应产生电化学能转化为电能。

化学反应是指物质在特定条件下发生的化学变化,其中一些化学反应能够产生电子转移,形成电化学反应。

电化学反应是指化学反应中伴随着电子转移过程的反应。

化学能转为电能的过程包括两个步骤:化学反应产生电化学能和电化学能转化为电能。

在化学反应产生电化学能的过程中,通常涉及到两个半反应:氧化反应和还原反应。

在氧化反应中,物质失去电子成为氧化剂,而在还原反应中,物质获得电子成为还原剂。

这两个反应是互相配对的,因为在化学反应中电子不能自由存在,需要通过氧化还原反应的方式转移。

在电化学反应中,发生还原反应的物质损失的电子被其他物质通过氧化反应得到。

而这个电子转移的过程可以被外部连接电路上的电子接收器所捕获。

这样,化学反应生成的电化学能就被转化为了电能。

具体而言,化学反应发生在电化学电池中,电化学电池由两个电极(正极和负极)和一个电解质组成。

正极是发生还原反应的地方,负极是发生氧化反应的地方,而电解质则是两个电极之间的中介物质。

当两个电极通过外部电路连接时,电流可以在电解质中的离子进行传导,形成电流。

在正极反应中,正极物质发生还原反应,损失电子并释放出正离子。

而在负极反应中,负极物质发生氧化反应,接收电子并释放出负离子。

这样,在电解质中形成了正离子和负离子之间的电解质浓度差异,形成电势差。

这个电势差就是化学反应产生的电化学能。

通过连接一个外部电路,电子可以从正极流向负极,在电路中产生电流。

这个电流可以用于驱动各种电器设备,实现电能的使用。

总之,化学反应中的氧化还原反应能够产生电子转移,形成电化学能。

而通过将电子转移的过程与外部电路连接,电化学能可以转化为电能,实现化学能转为电能的原理。

《化学能与电能》优秀的教学设计(精选6篇)

《化学能与电能》优秀的教学设计(精选6篇)

《化学能与电能》优秀的教学设计(精选6篇)《化学能与电能》优秀的教学设计1一.教材分析原电池原理是中学化学重要基本理论之一,从能量转换角度看,本节课程内容是对前一节课中“一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量……能量也是守恒的;化学能是能量的一种形式,可以转化为其他形式的能量,如热能和电能等”论述的丰富和完善。

从反应物之间电子转移的角度看,原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用;从思维角度看,“将化学能直接转化为电能”的思想,是对火力发电的原理“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。

二.教学目标1.知识与技能目标:(1)知道原电池是一种化学能转化为电能的装置,知道原电池的本质是氧化还原反应。

(2)掌握原电池的组成条件,会判断正负极,会判断电流、电子、溶液中离子流动的方向。

会书写铜锌原电池的电极反应式。

(3)能用日常生活中的材料制作简易水果电池。

(4)能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。

初步认识传统干电池、二次电池及常见的新型电池。

2.过程与方法目标:(1)通过分析火力发电的原理及利弊,建立“将化学能直接转化为电能”的新思路,通过对氧化还原反应的本质的分析,提出实现新思路的各种推测和猜想等,培养创新思维能力。

(2)通过实验2-4(改进)的层层推进,培养学生在实验中观察现象、分析现象解决问题的能力,从而自己归纳、概括形成“原电池”的概念,并根据已有电学知识生成跟原电池相关的概念(正负极、离子移动方向判断等)。

(3)通过科学探究,让学生根据实验2-4的已有知识设计实验,并初步学会控制实验条件的方法。

(4)通过思考与交流,让学生学会联系实验和已有知识,学会用比较归纳的方法认识事物的本质特征。

(5)利用氧化还原反应的知识分析常见化学电源,学会用基本理论指导实际应用。

3.情感态度与价值观目标(1)通过科学探究和实践活动——水果电池的制作,体验科学探索的乐趣。

(2)通过化学电源的发展和新型化学电源开发利用的介绍,让学生体会化学的实用性和创造性,通过认识化学电源可能会引起的环境问题,初步形成较为客观、正确的能源观。

化学能与电能

化学能与电能

化学能与电能能量是指物体或系统能够完成某种工作的能力。

在物质世界中,能量有很多形式,包括化学能、电能等。

本文将从这两种能量出发,探讨它们的联系、特点以及应用领域。

首先,化学能是一种常见的能量形式,它与物质的化学结构和组成有关。

化学能通常存储在化学键中,当化学反应发生时,化学键会断裂或形成,从而释放或吸收能量。

比如,燃烧是一种常见的化学反应,燃烧过程中化合物的化学键断裂,并与氧气反应,形成新的化合物。

这个过程释放出的能量就是化学能。

化学能具有以下特点:首先,化学能的转化是发生在分子和原子层次的。

化学反应涉及原子和分子的重新组合和转换,因此化学能转化的过程常常比较复杂。

其次,化学能与产生它的物质的性质有关。

不同物质的化学能量是不同的,这是因为它们的结构和组成不同。

再次,化学能是可逆的。

在化学反应中,能量可以从一个物质转移到另一个物质,然后再返回原来的物质。

化学能在生活和工业中有着广泛的应用。

例如,我们经常使用的电池就是利用化学能产生电能的。

电池中的化学能主要来自于化学反应,当反应进行时,化学能转换为电能。

此外,化学能也广泛应用于燃料的利用。

煤、石油、天然气等燃料都含有丰富的化学能,当它们被燃烧时,化学能被释放出来,转化为热能或电能,从而用于供暖、发电等方面。

其次,电能是一种由电荷运动形成的能量形式。

当电荷在导体中流动时,就会产生电流,从而产生电能。

电流可以通过导线传递,使电能转化为其他形式的能量,比如光能、热能等。

电能具有以下特点:首先,电能是一种集中式能量。

电能可以通过输电线路远距离传输,使得能量的分配和利用更加灵活。

其次,电能易于控制。

通过调节电流的大小和方向,我们可以灵活地操控电能,实现不同的功能。

最后,电能损失较小。

在输电过程中,电能损失很少,这使得电能非常高效。

电能在现代社会中有着广泛的应用。

例如,我们使用的电灯、电冰箱、电视等家用电器,都是利用电能供电的。

此外,电能还广泛应用于交通运输、通信、医疗等领域。

高一化学人教版必修二第二章第2节《化学能与电能》知识点总结

高一化学人教版必修二第二章第2节《化学能与电能》知识点总结

第2节 化学能与电能一、能源的分类1.化学能间接转化为电能(在能量的转化过程中存在能量的损失)—比如火力发电 ①转化过程火力发电是通过化石燃料的燃烧,使化学能转化为热能,加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电.燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转化过程.化学能−−→−燃烧热能−−→−蒸汽机械能−−→−发电机电能 ①转化原理燃烧(氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键.因此燃烧一定发生氧化还原反应,氧化还原反应必定有电子的转移,电子的转移引起化学键的重新组合,同时伴随着体系能量的变化. 拓展点1:火力发电的优缺点优点:①我国煤炭资源丰富①投资少,技术成熟,安全性能高缺点:①排出大量的能导致温室效应的气体CO 2以及导致酸雨的含硫氧化物,比如SO 2①消耗大量的不可再生的化石燃料资源①能量转化率低①产生大量的废渣、废水.2.化学能直接转化为电能(在能量的转化过程中不存在能量的损失)—原电池(将氧化还原反应所释放的化学能直接转化为电能)(1)原电池的工作原理实验现象产生的原因分析2+会逐渐溶解,而由Zn失去的电子则由Zn片通过导线流向Cu片,因此Zn片上会带有大量的正电荷,Cu片上会带有大量的负电荷,而电解质溶液中含有阳离子(H+、Zn2+)以及阴离子(OH-、SO42-),由于正负电荷相互吸引,所以电解质溶液中的阳离子会移向Cu片去中和Cu片上带负电荷的电子,阴离子则移向Zn片去中和Zn片上的正电荷,但是由于溶液中的H+得电子能力比Zn2+强,所以H+就移向Cu片去获得Cu片上由Zn片失去的电子而被还原为H原子,H 原子再结合成H分子即H2从Cu片上逸出,因此Cu片上有无色气泡产生.通过电流表指针发生偏转并且指针偏向于Cu片这一边,可以得出该装置产生了电流(而电流的形成是因为电子发生了定向移动),并且电流移动的方向与电子移动的方向相反,所以电流是从Cu片流出,Zn片流进,即Cu片作为正极;Zn片作为负极.原电池工作原理的总结归纳:①原电池中电流的流向:正极→负极①原电池中电子的流向:负极→导线→正极(注意:在该过程中,电子是永远都不会进入到电解质溶液中,因为电子只在金属内部运动并且电解质溶液中的自由移动的阴阳离子也不能在导线中通过)①原电池中电解质溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子→正极阴离子→负极①原电池工作原理的本质:发生自发的氧化还原反应即将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动,将化学能转化为电能的形式释放.(所谓自发就是指该氧化还原反应不需要借助外在的力量即本身就能够自己发生)①原电池中的负极发生氧化反应,通常是电极材料或还原性气体失去电子被氧化,电子从负极流出;原电池的正极发生还原反应,通常是溶液中的阳离子或O2等氧化剂得到电子被还原,电子流入正极.(2)原电池的构成条件(两极一液一回路,反应要自发)①两极:正极和负极是两种活泼性不同的电极材料,包括由两种活泼性不同的金属材料构成的电极或者是由一种金属与一种非金属导体(如石墨)构成的电极,一般活泼性较强的金属作为负极.①一液(电解质溶液):包括酸、碱、盐溶液.①一回路(构成闭合的电路):即两电极由导线相连或直接接触以及两电极必须插入到同一种电解质溶液中或者分别插入到一般与电极材料相同的阳离子的两种盐溶液中,两盐溶液之间用盐桥相连形成闭合回路.比如以下装置:①氧化还原反应要自发:指电解质溶液至少要与作为负极的金属电极材料发生自发的氧化反应.(3)电极反应式①定义:原电池中的正极和负极所发生的反应①电极反应式的书写方法:补充:复杂电极反应式的书写如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O……总反应式2O2+4H2O+8e-===8OH-……正极反应式CH4+10OH--8e-===7H2O+CO2-3……负极反应式注意:①电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求,比如难溶物、弱电解质、气体等均应写成化学式形式.①注意电解质溶液对正、负极反应产物的影响.如果负极反应生成的阳离子能与电解质溶液中的阴离子反应,则电解质溶液中的阴离子应写入电极反应式中,例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池,负极反应式为:Fe+2e-+2OH-=Fe(OH)2.三、原电池的应用(1)比较金属的活动性强弱①原理:一般原电池中活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极.①应用:比如A、B两种金属用导线连接或直接接触后插入到稀H2SO4电解质溶液中,若A极溶解,B极有气泡产生,由此可判断A是负极,B是正极,活动性:A>B.(2)加快氧化还原反应的速率①原理:在原电池中,氧化反应与还原反应分别在两极进行,溶液中的粒子运动时相互间的干扰小,从而使化学反应速率加快.①应用:比如实验室中用Zn和稀H2SO4制取H2时,通常滴入几滴CuSO4溶液,能够加快产生H2的速率.原因在于Zn 与置换出的Cu构成了原电池,加快了反应的进行.(3)防止金属被腐蚀(比如要保护一个铁闸,可用导线将其与一Zn块相连,使Zn作原电池的负极,铁闸作正极)补充:金属腐蚀①定义:指金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程.②金属腐蚀的分类:化学腐蚀和电化学腐蚀在金属腐蚀中,我们把直接发生氧化还原反应且不构成原电池的腐蚀称为化学腐蚀;而由不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的O2、CO2等气体,含有少量的H+和OH-从而形成电解质溶液.A.当电解质溶液呈中性、弱碱性或弱酸性时,它跟钢铁里的Fe和少量的C形成了无数个微小的原电池,Fe作负极,C 作正极,因此钢铁发生吸氧腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):2Fe-4e-=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式为:2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2B.当电解质溶液的酸性较强时,钢铁则发生析氢腐蚀.电极反应式为:负极(Fe):Fe-2e-=Fe2+ 正极(C):2H++2e-=H2↑总反应式为:Fe+2H+=Fe2+ +H2↑(4)制作各种化学电源(比如制作干电池、铅蓄电池、新型高能电池等)(5)设计制作原电池①设计电路原电池的设计要满足构成原电池的四个条件:(a)由两种活动性不同的金属或由一种金属与其他导电的材料(非金属或某些氧化物)作为电极材料;(b)两个电极必须浸在电解质溶液中;(c)两个电极之间要用导线连接形成闭合回路;(d)有自发进行的氧化还原反应.②电极材料的选择电池的电极必须导电.电池中的负极必须能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料.正极和负极之间只有产生电势差,电子才能定向移动,所以正极和负极一般不用同一种材料.③电解质溶液的选择电解质是使负极材料放电的物质.因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或电解质溶液中溶解的其他物质与负极发生反应(如空气中的O2).但是如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左、右两个容器中的电解质溶液一般选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液.比如Cu-Zn-硫酸盐原电池中,负极金属Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中.④设计示例拓展点2:原电池的正、负极的判断方法(1)根据组成原电池两电极的材料判断:一般是活泼性较强的金属作为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属作为正极.(2)根据电流方向或电子流动的方向判断:电流方向(在外电路)是由正极流向负极,电子的流动方向是由负极流向正极.(3)根据原电池中电解质溶液内阴、阳离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.(4)根据原电池两电极发生的反应类型判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应.(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,X极活动性弱;反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极,活动性强.(6)根据电池中的现象判断:若某电极上有气泡冒出,则是因为析出了H2,说明该电极为正极,活动性弱.上述判断方法可简记为:特别提醒:①在判断原电池正、负极时,不能只根据金属活泼性的相对强弱判断,有时还要考虑电解质溶液,比如Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,由于Mg不与NaOH溶液反应,虽然金属性Mg>Al,但是在该条件下却是Al作负极.因此要根据具体情况来判断正、负极.又比如说Fe、Cu在稀H2SO4溶液中,Fe作负极,Cu作正极;而Fe、Cu在浓HNO3溶液中,Fe作正极,Cu作负极.①原电池的负极材料可以参加反应,表现为电极溶解,但有的原电池(比如燃料电池)负极材料不参加反应;原电池的正极材料通常不参加反应.四、发展中的化学电源1.化学电源的分类2PbSOSO4放电充电锌银蓄电池的负极是锌,正极是Ag电极反应:O+H O+2e- =2Ag+2OH2Ag+Zn(OH)2Zn+Ag2O+H2O放电充电五、燃料电池燃料电池是一种能连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池.燃料电池的最大优点在于能量转化率高,可以持续使用,无噪音,不污染环境.燃料电池的电极本身不参与氧化还原反应,只是一个催化转化元件.它工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排出,于是电池就连续不断地提供电能.(1)氢氧燃料电池2H+O=2H O1)燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一般是O2,即正极都是氧化剂—O2得到电子的还原反应,故正极反应的基础都是O2+4e-=2O2-,O2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态以及电解质溶液的酸碱性有着密切的联系.①电解质为酸性电解质溶液(如稀硫酸)在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O.这样在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O.①电解质为中性或碱性电解质溶液(如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液)在中性或碱性环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子只能结合H 2O 生成OH -离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O 2+2H 2O +4e -=4OH -.①电解质为熔融的碳酸盐(如Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混和物)在熔融的碳酸盐环境中,O 2-离子也不能单独存在,O 2-离子可结合CO 2生成CO 32-离子,则其正极反应式为O 2+2CO 2 +4e -=2CO 32-.①电解质为固体电解质(如固体氧化锆—氧化钇)该固体电解质在高温下可允许O 2-在其间通过,故其正极反应为O 2+4e -=2O 2-.2)燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质.不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难.一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式.比如以H 2、C 3H 8为燃料的碱性电池为例说明如下: H 2-2e - =2H +或H 2-2e -+2OH -=2H 2O;C 3H 8−−→−--e 203CO 2−−→−-OH 63CO 32-(3个C 整体从-8价升高到+12价,失去20e -),则有:C 3H 8-20e -+aOH -=3CO 32-+bH 2O,由电荷守恒知a=26;由H 原子守恒知b=17,所以电极反应式为C 3H 8-20e -+26OH -=3CO 32-+17H 2O(3)燃料电池与一次电池、二次电池的主要区别①氧化剂与燃料在工作时不断地由外部供给.①生成物不断地被排出.(4)废弃电池的处理废弃电池中含有重金属和酸碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康有很大的危害.若把它当作一种资源,加以回收利用,既可以减少对环境的污染,又可以节约资源.因此,应当重视废弃电池的回收.。

化学能与电能转化的

化学能与电能转化的

化学能与电能转化的化学能与电能是两种不同形式的能量,在生活中起着重要的作用。

化学能是指物质在化学反应中储存的能量,而电能则是指电荷在电场中运动时所具有的能量。

这两种能量之间可以相互转化,从而在生活中发挥重要的作用。

对于化学能与电能的转化,我们可以以电池为例进行说明。

电池是一种将化学能转化为电能的装置。

在电池中,化学反应导致了电子的流动,从而产生了电能。

电池的工作原理是通过化学反应将化学能转化为电能。

当电池连接到电路中时,化学反应会释放出电子,电子在电路中流动产生电流,从而产生电能。

这种化学能与电能的转化在很多电子设备中得到了应用,如手机、电脑等。

另外一个例子是燃料电池。

燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置。

它通过将燃料(如氢气)与氧气反应生成水和电子,从而产生电能。

燃料电池具有高效能量转化和零排放的特点,因此在可持续能源领域有着广泛的应用前景。

除了化学能转化为电能,电能也可以转化为化学能。

电解是一种将电能转化为化学能的过程。

在电解过程中,电流通过电解质溶液,使得化学反应发生,产生新的物质。

例如,电解水可以将水分解为氢气和氧气。

这种电能转化为化学能的过程在工业生产中具有重要的应用,如电镀、电解制氢等。

化学能与电能的转化还可以通过燃烧反应实现。

燃烧是一种将化学能转化为热能和光能的过程。

当物质燃烧时,其化学能被释放出来,产生热能和光能。

我们常见的火焰就是由物质的燃烧产生的。

而燃烧反应中释放出的热能可以被转化为电能,如蒸汽发电厂中的燃煤发电和核电站中的核能发电。

除了以上几种方式,还有其他一些将化学能与电能转化的方法。

例如,太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置。

太阳能电池中的光能被光伏效应转化为电能,从而产生电流。

这种方式不涉及化学反应,但也属于化学能与电能的转化。

化学能与电能是两种不同形式的能量,在我们的生活中起着重要的作用。

化学能可以通过化学反应转化为电能,如电池和燃料电池;而电能也可以转化为化学能,如电解和燃烧反应。

化学能与电能

化学能与电能

化学能与电能化学能与电能能源是人类生存和发展的重要物质基础,其中包括化学能与电能两种类型的能源。

本文将从这两种能源的本质、特点、应用和发展等方面进行探讨。

一、化学能化学能是指物质在化学反应过程中由于原子和分子之间的键能改变而产生的能量。

化学能的本质就是原子分子的相互组合和内部电子的位置。

在化学反应中,化学键断裂和形成的过程中,化学能会被释放或吸收。

由于其能源密度高,方便携带、使用和储存的特点,化学能广泛应用于军事、工业、交通和生活等方面。

常见的化学能储存方式有化石能源和化学电池两种。

化石能源,比如煤、石油和天然气,是在动植物残骸经过漫长时间和高压、高温条件下形成的化学物质。

化石能源的利用是人类社会发展历程中的重要里程碑,也是现代工业构成的重要基础。

而化学电池,则是运用化学反应中放出的电能来储存和传送化学能的装置,比如干电池、蓄电池和燃料电池等。

二、电能电能是指电流在带电体内流动时所表现出的能量,或是人类在自然界中利用电子运动所获得的能量。

电能的本质是由带电粒子在电场和磁场作用下的运动状态所导致的电磁作用。

电能可以通过输电线路传输,也可以通过电池等电源储存,具有易于控制和高效利用的特点,广泛应用于电力系统、通信、计算机、家庭电器等方面。

常见的电能存储方式有储能电容、储能电阻和储能电感等。

储能电容是利用带电体在带电状态下的电势能来储存电能的装置,常用于电动车的动力储备中。

储能电阻则是用小电阻器接通高电压电源,使它快速放电产生大功率电流,常用于激光器等高能物理实验中。

而储能电感则是利用电感器在物理反应过程中产生的电势差来储存电能,常用于电路中的滤波和稳压。

三、化学能和电能的应用与发展化学能和电能在社会生产和生活中的应用已经愈加广泛。

化学能广泛应用于现代工业和军事领域,比如化工、军火、炼油、制药等;电能则是现代信息和通信技术、计算机、家用电器、医疗设备等的关键能源。

同时,随着社会的发展和对环境保护的重视,清洁能源的发展也日趋重要,这也促进了化学能和电能的发展。

化学能与电能的相互转化

化学能与电能的相互转化

稀硫酸
电子
电流
Zn
H2
负极
Cu 正极
原电池工作原理示意图
1.原电池:将化学能转化为电能的装置。 2.原电池的工作原理
构成最简单的原电池需要哪些要件?
e-
1、电 极 ? 2、溶 液 ?
H2SO4
G
e-
e-
负极
正极
Zn
Cu
eeZZnn2+2+Zn2+H2eH-e2-HH22
开仔动Fra bibliotek实验探究中

脑 筋
观 察
想 探究目的1: 形成原电池对电极有什么要求? 发
到 别 人
现 探究目的2: 形成原电池对溶液有什么要求? 别
人 不
想 不 到
注:由于电极往往有杂质,而电流计又非常 灵敏,所以,如果是非常微弱的电流,我们 可视为没有电流产生!
能 发 现


有一位富翁要建造一艘豪华的游艇,他不
惜重金让造船师用昂贵、漂亮、对海水有 很强的抗腐蚀性的镍铜合金将船底包起来 。由于镍铜合金的机械性能不够大,游艇 的许多零件还是得用特种钢来制造。然而 就在这艘豪华游艇出海航行后的几天,船 底已经是千疮百孔,过早的结束了生命, 你知道这是为什么吗?应如何解决呢?
第二节 化学能与电能
一、化学能与电能的相互转 化
(一)火力发电
化学能→热能→机械能→电能
(二)化学能直接转化为电能 的原理和装置
要使化学反应释放的能量不经过热能,直 接转化为电能,所要解决的首要问题是什 么?
那种类型的化学反应能产生电流?
氧化剂和还原剂直接接触进行反应时,化 学能转化为热能,再经过一系列能量转换 环节才能转化为电能。为什么没有形成电 流,怎样使它直接产生电流呢?

化学能和电能的相互转化

化学能和电能的相互转化

化学能和电能的相互转化化学能和电能的相互转化,这可是个非常有趣的话题哦!想象一下,你手里拿着一个电池,这个小家伙其实是由化学反应产生能量的。

听起来是不是有点神奇?就像魔法一样,你把它放进玩具里,瞬间就能让玩具动起来。

电池里面的化学物质就像是一个小小的工厂,时刻准备着把能量送出来。

哇,这个过程可真让人惊叹!电能和化学能之间的关系就像是两个好朋友,彼此依赖又互相转化。

比如说,你知道电池充电的时候,里面的化学反应其实是在把电能转化为化学能吗?就像你把水装进瓶子里,瓶子里的水就储存着能量。

等你需要的时候,再把它拿出来,哇,直接变成了电能。

这种转换就像是一个魔法师,把能量从一种形态变成另一种。

是不是觉得这个过程特别酷?再来聊聊燃料电池吧,简直就是化学能和电能的结合体。

想象一下,你有一个小汽车,里面装着燃料电池。

加点氢气和氧气,哇,汽车就能跑起来!这个过程就是把化学能直接转化成电能,简直就像是给小汽车注入了生命,呼啸而过的感觉真不错。

反正要是让我来设计一辆车,肯定就要用这种燃料电池,环保又高效,谁不喜欢呢?别忘了我们每天都用的电器。

想象一下你早上起床,第一件事情就是冲一杯咖啡。

这个咖啡机其实就是把电能转化为热能,然后把水加热到刚刚好的温度。

水里面的化学反应发生了,咖啡的香气四溢,瞬间就能让你精神焕发。

生活中的这些小细节,背后都有化学能和电能的身影。

哎,化学能和电能之间的转换可是个“无声”的合作伙伴。

你没发现吗?在我们的生活中,很多时候根本感觉不到它们的存在,却总是默默在工作。

就像是那位背后默默付出的朋友,总是在你需要的时候出现在你身边。

这种感觉特别温暖,平时大家可能都忽略了。

再说说可再生能源。

风能、太阳能这些可再生能源都是通过电能的形式展现出来的。

比如说,太阳能电池板就是把阳光转化为电能,真是太神奇了!不仅环保,还能为我们提供无限的能源。

想想看,假如每个人都能利用这些绿色能源,地球将会变得多么美好。

让我们一起为环保出一份力吧!咱们的生活离不开这些化学能和电能的转化。

化学能与电能的知识

化学能与电能的知识

化学能与电能的知识1. 什么是化学能?化学能是物质在化学反应中所具有的能量,用来描述物质内部的结构、化学键的强度以及物质的化学变化。

2. 什么是电能?电能是电荷在电场中所具有的能量,用来描述电荷之间的相互作用。

3. 化学能和电能有什么区别?化学能是物质内部的能量,与物质的结构和化学键的强度有关,而电能则是电荷之间的相互作用所产生的能量。

4. 化学能和电能可以相互转化吗?可以。

化学反应中释放的化学能可以转化为电能,而电能也可以通过电化学反应转化为化学能。

5. 什么是化学电池?化学电池是利用化学反应释放的化学能将其转化为电能的装置。

6. 什么是电化学电池?电化学电池是利用电解质溶液中的离子在电场作用下进行氧化还原反应,从而将电能转化为化学能或者将化学能转化为电能的装置。

7. 化学电池和电化学电池有什么区别?化学电池是利用化学反应释放的化学能将其转化为电能的装置,而电化学电池是利用电解质溶液中的离子在电场作用下进行氧化还原反应,从而将电能转化为化学能或者将化学能转化为电能的装置。

8. 什么是电解质?电解质是在溶液中能够导电的物质,它可以在电场的作用下分解成带电离子。

9. 什么是电解?电解是指在电场作用下,电解质溶液中的离子发生氧化还原反应,从而形成新的物质。

10. 什么是电极?电极是电化学电池中用来与电解质溶液接触的导电体,可以分为阳极和阴极两种。

11. 什么是阳极?阳极是电化学电池中氧化反应发生的地方,是电子的流出处,通常为负极。

12. 什么是阴极?阴极是电化学电池中还原反应发生的地方,是电子的流入处,通常为正极。

13. 什么是电动势?电动势是电化学电池中将化学能转化为电能的能力大小,通常用电势差(E)来表示。

14. 什么是标准电极电势?标准电极电势是指在标准状态下,某个电极与标准氢电极之间的电势差,通常用E°来表示。

15. 什么是标准氢电极?标准氢电极是一个参比电极,被认为是标准电极电势的基准,其电极电势被定义为0V。

电能和化学能的区别

电能和化学能的区别

电能和化学能是2种概念,电能算是物理中的一种定义,大小E=UI,而化学能是化学中的定义,没有确定数值,只是认为定义的一种一种相对数值,具体具体表现为,化学反应反应中由于反应物和生成物化学势的不同,而导致反应发生的同时放出或者吸收能量,这就是化学能很简单的一个例子,电解水产生的氢气和氧气,就是将电能转变为化学能电能电能是表示电流做多少功的物理量电能指电以各种形式做功的能力。

分为直流电能、交流电能,这两种电能均可相互转换。

日常生活中使用的电能主要来自其他其他形式能量的转换,包括水能(水力发电)、内能(俗称热能、火力发电)、原子能(原子能发电)、风能(风力发电)、化学能(电池)及光能(光电池、太阳能电池等)等。

电能也可转换成其他所需能量形式。

它可以有线或无线的形式作远距离的传输。

电能被广泛应用在动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域,是科学技术发展、国民经济飞跃的主要动力。

电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的电能量,用符号W表示,其国际单位制为焦耳(J),电能的计算公式为W = P · t = UIt通常电能用千瓦小时(kW · h)来表示大小,也叫做度(电):1度(电) = 1 kW · h = 3.6 ´ 106 J。

即功率为1000 W的供能或耗能元件,在1小时的时间内所发出或消耗的电能量为1度·1)电能单位:千瓦时·2)电能换算:1kW·h=3.6×1000000J·3) 瓦和千瓦的运算:1kW=1000w(千瓦时,是"度"的学名。

符号是kW·h;更常用的单位是焦耳(joule),简称“焦”符号是J)电池放电时将化学能转为电能电到化 2H2O=电解=2H2+O2化到内 2H2+O2=点燃=2H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O化学能:化学能是物体发生化学反应时所释放的能量,是一种很隐蔽的能量,它不能直接用来做功,只有在发生化学变化的时候才释放出来,变成热能或者其他形式的能量。

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化

化学能与电能的转化化学能与电能都是我们日常生活中常见的能量形式。

化学能指的是物质内部的能量,也就是化学反应中释放或吸收的能量;而电能则是通过电荷间的移动而产生的能量。

这两种能量形式在一些特定的情况下可以相互转化,下面我们将详细探讨化学能与电能的转化过程。

一、化学能转化为电能1. 电池电池是将化学能转化为电能的典型装置。

电池由正极、负极和电解液组成。

化学反应在电池中发生,正极和负极之间的电子流动产生电能。

例如,一节碱性电池的正极通常为锌,负极为锰染料。

化学反应导致锌产生氧化,锌离子释放电子并进入电解质中,形成氢氧化锌。

同时,氧化锰被还原并吸收电子。

当电池连接到装置时,电子会自正极流向负极,从而产生电能。

2. 燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的先进技术。

它利用氢与氧的化学反应,通过电解过程将化学能转化为电能。

燃料电池包含一个正极(氧气)和一个负极(氢气)。

氢气在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,电子从负极流向正极,形成电路并产生电能。

燃料电池具有高效能和无污染的特点,被广泛应用于电动汽车和其他电力设备中。

二、电能转化为化学能1. 电解电解是将电能转化为化学能的过程。

当将电流通过电解液时,化学反应发生,从而导致物质的电离或还原。

电解可以将无机化合物分解成原子或离子,或者将离子还原为其它化合物。

一个典型的例子是电解水,当通过水中通电时,水分解为氧气和氢气。

在这个过程中,电能被转化为化学能,并储存在氧气和氢气之中。

2. 光合作用光合作用是一种将光能转化为化学能的重要过程。

光合作用发生在植物叶绿素中的叶绿体中。

植物吸收阳光中的能量,并将其转化为化学能,以供植物进行生长和代谢。

叶绿体中的叶绿素分子吸收能量后,通过一系列化学反应将光能转化为化学能,并将其储存在糖等有机化合物中。

光合作用是维持地球上生命的重要过程,也是生物界中最重要的化学能转化过程之一。

总结:化学能与电能的转化在我们的生活中有着广泛的应用。

电能与化学能之间的转换过程

电能与化学能之间的转换过程

电能与化学能之间的转换过程引言电能和化学能是我们日常生活中常见的能量形式。

电能可以通过电流进行利用,而化学能则储存在化学物质中。

本文将探讨电能与化学能之间的转换过程,并介绍几种常见的转换方式。

电能和化学能的定义电能是指由电荷运动带来的能量,它可以通过电流的流动进行释放。

化学能是指储存在化学物质中的能量,它可以通过化学反应进行释放。

电能和化学能都属于一种形式能,可以相互转换。

1. 电解电解是将电能转化为化学能的一种常见方式。

电解通过在电解质溶液中加入电流,使得溶解在溶液中的化学物质发生化学反应。

在电解过程中,正极吸收电子,负极释放电子,导致溶液中的化学物质发生电离和析出。

这个过程中,电能被转化为化学能,储存在生成的产物中。

2. 电池电池是将化学能转化为电能的装置,也可以实现电能向化学能的转换。

电池由两个电极和电解质组成。

电极由不同的材料制成,形成正极和负极。

电解质可以是液体、凝胶或固体。

当电池接通外部电路时,电解质中的化学物质发生氧化还原反应,电子从负极流经外部电路到正极,形成电流。

这个过程中,化学能被转换为电能。

1. 燃烧燃烧是将化学能转化为热能和电能的过程。

当有机物或其他可燃物与氧气发生化学反应时,会产生大量的热能。

这个热能可以用来蒸汽发电、驱动发动机等。

同时,在某些情况下,燃烧还可以直接产生电能。

例如,燃料电池是一种将燃料内部的化学能转换为电能的设备。

在燃烧过程中,发生氧化还原反应,电子从负极流经外部电路到正极,形成电流。

2. 化学电池化学电池是将化学能转换为电能的装置。

化学电池由两个半电池组成,每个半电池都有一个电极和电解质。

在化学电池中,两个半电池通过一个可导电的物质连接起来,形成电池的反应。

在电解质中发生氧化还原反应,电子从负极流经外部电路到正极,形成电流。

这个过程中,化学能被转换为电能。

结论电能与化学能之间的转换是一种能量转化的过程。

通过电解和电池,电能可以转化为化学能;而通过燃烧和化学电池,化学能可以转化为电能。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

化学能与电能Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】电化学基础第一节原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。

2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。

4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断:(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。

(2)从电子的流动方向负极流入正极(3)从电流方向正极流入负极(4)根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极(5)根据实验现象①__溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极第二节化学电池1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、二次电池1、二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。

2、电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅):Pb+SO42--2e=PbSO4↓正极(氧化铅):PbO2+4H++SO42-+2e=PbSO4↓+2H2O充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H++SO42-阳极:PbSO4+2e=Pb+SO42-两式可以写成一个可逆反应:PbO2+Pb+2H24↓+2H2O3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池三、燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。

,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。

以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。

当电解质溶液呈酸性时:负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+4e-+4H+=2H2O当电解质溶液呈碱性时:负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。

电极反应式为:负极:CH4+10OH--8e-=+7H2O;正极:4H2O+2O2+8e=8OH。

电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O3、燃料电池的优点:能量转换率高、废弃物少、运行噪音低四、废弃电池的处理:回收利用第三节电解池一、电解原理1、电解池:把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电:当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程4、电子流向:(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极5、电极名称及反应:阳极:与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应阴极:与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应6、电解CuCl2溶液的电极反应:阳极:2Cl--2e-=Cl2(氧化)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)总反应式:CuCl2=Cu+Cl2↑7、电解本质:电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程☆规律总结:电解反应离子方程式书写:放电顺序:阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子的放电顺序是惰性电极时:S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)是活性电极时:电极本身溶解放电注意先要看电极材料,是惰性电极还是活性电极,若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属,则阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液;若为惰性材料,则根据阴阳离子的放电顺序,依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。

电解质水溶液点解产物的规律上述四种类型电解质分类:(1)电解水型:含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐(2)电解电解质型:无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法(2)、电极、电解质溶液的选择:阳极:镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液M—ne-==M n+阴极:待镀金属(镀件):溶液中的金属离子得到电子,成为金属原子,附着在金属表面M n++ne-==M电解质溶液:含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极(纯铜):Cu-2e-=Cu2+,阴极(镀件):Cu2++2e-=Cu,电解液:可溶性铜盐溶液,如CuSO4溶液(3)、电镀应用之一:铜的精炼阳极:粗铜;阴极:纯铜电解质溶液:硫酸铜3、电冶金(1)、电冶金:使矿石中的金属阳离子获得电子,从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝(2)、电解氯化钠:通电前,氯化钠高温下熔融:NaCl==Na++Cl-通直流电后:阳极:2Na++2e-==2Na阴极:2Cl-—2e-==Cl2↑☆规律总结:原电池、电解池、电镀池的判断规律(1)若无外接电源,又具备组成原电池的三个条件。

①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用),只要同时具备这三个条件即为原电池。

(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,则为电镀池。

(3)若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。

若无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极),有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池。

☆原电池,电解池,电镀池的比较☆☆原电池与电解池的极的得失电子联系图:阳极(失)e-正极(得)e-负极(失)e-阴极(得)第四节金属的电化学腐蚀和防护一、金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀内容:(2)金属腐蚀的本质:都是金属原子失去电子而被氧化的过程(4)、电化学腐蚀的分类:析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)②电极反应:负极:Fe–2e-=Fe2+正极:2H++2e-=H2↑总式:Fe+2H+=Fe2++H2↑吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气①条件:中性或弱酸性溶液②电极反应:负极:2Fe–4e-=2Fe2+正极:O2+4e-+2H2O=4OH-总式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2离子方程式:Fe2++2OH-=Fe(OH)2生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成Fe(OH)3,Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·xH2O(铁锈主要成分)规律总结:金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下:外接电源的阴极保护法>牺牲负极的正极保护法>有一般防腐条件的腐蚀>无防腐条件的腐蚀二、金属的电化学防护1、利用原电池原理进行金属的电化学防护(1)、牺牲阳极的阴极保护法原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护(2)、外加电流的阴极保护法原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。

通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。

2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等(3)金属腐蚀的分类:化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀—不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。

比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

1.下列变化与氧化还原反应无关的是()A.电解质溶液导电B.使用手电筒照明C.铁被浓硫酸钝化D.熔融状态下NaCl变成Na+、Cl-2.[2014·太原师大附中模拟]已知某电池的电极反应为2H++2e-===H2↑,下列有关该反应的说法中正确的是()A.该反应发生在负极上B.该反应是还原反应C.电池的电解质为HNO3D.电池的负极材料可能是铜3.[2013·上海市奉贤区调研测试]由A、B、C、D四种金属按表中所示的装置进行实验,下列叙述中正确的是()A.装置甲中的B金属是原电池的负极B.装置乙中的C金属是原电池的阴极C.装置丙中的D金属是原电池的正极D.四种金属的活泼性顺序是D>A>B>C4.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。

航标灯的电源必须长效、稳定。

我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。

在这种电池中()①铝合金是正极②铝合金是负极③海水是电解液④铝合金电极发生还原反应A.②③B.②④C.①②D.①④5.[2013·华南附中三模]某含有铝电极的原电池工作时,电子从铝电极上流出,下列有关该电池另一种电极的材料与电解质溶液的说明中肯定错误的是()A.镁、NaOH溶液B.铜、稀硫酸C.锌、浓硝酸D.铁、FeCl36.下列有关说法中正确的是()A.燃料电池工作时,化学能可以全部转化为电能B.燃料电池工作时,还原剂通过燃烧将化学能转化为电能C.燃料电池的原料贮存在电池内部D.如图18-1所示装置,可构成氢氧燃料电池图18-17.[2013·西安中学二模]下列有关判断正确的是()A.燃煤发电厂的发电过程就是将化学能直接转化为电能的过程B.手机电池工作时,电池中存在化学能直接转化为电能的变化C.手电筒在使用过程中,只存在化学能转化为电能的过程D.向水中通电得到H2、O2的过程就是化学能转化为电能的过程8.某同学欲用图18-2装置实现化学能转化为电能,下列关于此装置的几种构成中,不能实现此转化的是()图18-2A B C DQ成分Fe2(SO4)3FeCl3FeCl3FeCl3P成分ZnCl2CuSO4CuSO4Cu(NO3)2X成分 C C Fe Pt9.[2012·四川卷]一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。

相关文档
最新文档