化学能转化为电能电池

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1、第二讲　化学能转化为电能——电池一、原电池原理原电池是借助反应将能转化为能的装置。如下图所示：化学化学电实验现象：(1)有盐桥时；(2)锌片。实验结论：导线中有电流通过，即该装置为一个原电池。电流表指针发生偏转，铜片表面有金属析出逐渐溶解1．铜一锌原电池原理分析在ZnSO4溶液中，锌片失去电子而逐渐溶解，形成Zn2＋进入溶液，电子经导线流向铜片，溶液中的Cu2＋得电子被还原成Cu。这一变化可以表示如下：锌片：(氧化反应)铜片：(还原反应)总反应：或Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===CuZn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuZn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu2．原电池形成的条件(

2、1)两个活泼性不同的电极：其中一个相对活泼，另一个相对较不活泼，二者直接或间接地连在一起，插入电解质溶液中；(2)电解质溶液；(3)形成闭合回路；(4)能自发地发生氧化还原反应。二、化学电源1．一次电池——碱性锌锰干电池负极材料是锌筒，正极是碳棒。电极反应为：负极：；正极：；总反应：。Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)22MnO2＋H2O＋2e－===Mn2O3＋2OH－Zn＋2MnO2＋H2O===Zn(OH)2＋Mn2O32．二次电池——铅蓄电池放电反应为：负极：；正极：；总反应：。充电反应为：阴极：；阳极：；总反应：。三、金属的电化学腐蚀与防护1．金属的腐蚀金属与周围的气体或液体

3、物质发生反应而引起损耗的现象。(1)化学腐蚀：金属与接触的物质直接发生而引起的腐蚀。(2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触发生反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。氧化还原化学反应原电池2．电化学腐蚀分类以铁的腐蚀为例吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈或水膜呈正极反应2H2O＋O2＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑负极反应Fe－2e－===Fe2＋总反应2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑酸性弱碱性中性3.金属的防护方法(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如等，让被保护的金属作原电池的。(2)外加电源的

4、阴极保护法——电解池原理用被保护的钢铁设备作，惰性电极作，外接直流电源。(3)其他方法：改变金属内部结构，如；加涂防护层如、、等方法。锌块正极阴极阳极不锈钢喷油漆涂油脂电镀考点一　原电池的构成及工作原理[例1](2008·广东，5)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂——KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是()①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①②B．②③C．②④D．③④[解析]在形成的原电

5、池中，铜片作负极，失电子，Cu－2e－===Cu2＋，电子沿导线移向银片，银片作正极，Ag＋得电子，发生还原反应：Ag＋＋e－===Ag，电流流向与电子流向相反；取出盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能继续工作，原电池反应为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。[答案]C1．正负极判断判断依据负极正极电极材料活泼性较强的金属活泼性较弱的金属或能导电的非金属电子流动方向电子流出极电子流入极电解质溶液中离子定向移动方向阴离子移向的极阳离子移向的极发生的反应氧化反应还原反应反应现象溶解的极增重或有气泡放出的极2.电极反应式的书写书写电极反应式时，要根据电极材料、电解质溶液分析电极反应和电极产物，写出

6、电极反应式，还要注意电子守恒。(1)负极为活泼金属时，一般失去电子形成可溶性稳定价态阳离子，或进入溶液，或与电解质发生反应；若为燃料电池，负极一般不参与反应，可燃气体失去电子，形成稳定的氧化产物，或进一步与电解质溶液反应。(2)正极上，一般是溶液中氧化性最强的微粒获得电子被还原，生成稳定的还原产物，或进一步与电解质溶液反应。(3)正、负两极反应式在确保得失电子数目相等的前提下，加和可得电池反应总方程式。1．下列装置可以形成原电池的是()[解析]构成原电池需要具备下列三个条件：①活泼性不同的两个电极；②有电解质溶液；③组成闭合回路，故A、B符合条件。[答案]AB2．将纯锌片和纯铜片按下图所示方

7、式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是()A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C．两烧杯中溶液的pH均增大D．甲产生气泡的速度比乙慢[解析]甲为由铜、锌、稀硫酸、导线构成的原电池，所以锌电极失电子，失掉的电子沿导线流到铜电极，溶液中的氢离子在铜电极上得到锌失掉的电子而被还原为氢气；乙中铜片没有任何作用，只是锌与稀硫酸发生一个简单的化学反应，锌失电子直接给溶液中的氢离子，