第二章 化学反应与能量 第二节《化学能与电能》 第２课时 第二章 化学反应与能量 第二节《化学能与电能》 第２课时 2.2.2《发展中的 化学电源》 高州四中 朱国庆

教学目标 知识与能力 在获得原电池概念和组成条件的基础上，能设计出原电池实验，学习实验研究的方法。 过程与方法： 在探究设计原电池实验的过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。 情感、态度与价值观： 有参与化学科技活动的热情，有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。 教学重点：实验探究的基础上认识原电池的组成及应用。 教学难点：对研究成果以及学习过程和结果的评价与反思 教具准备：多媒体课件、投影仪

判断下列几个学生设计的装置，能形成原电池的是？

写出下列原电池的电极反应、总反应 1、Cu—Fe与稀硫酸 2、Zn—石墨与稀硫酸 3、Fe—Ａl与稀硫酸 4、Cu—Zn与CuCl2溶液 6、Cu—石墨与FeCl3溶液 7、 Fe—Zn与CuCl2溶液

二、发展中的化学电源 1.干电池 锌锰电池： 属于一次性电池， 其负极反应为 正极反应为 2NH4++ 2e- 2NH3 + H2 广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。 首 页 Zn Zn2+ + 2e- 上 页 下 页 小 结 结 束

2.充电电池： 充电电池又称二次电池，能够重复使用 至一定的周期。 铅蓄电池：最早使用的充电电池，它是用 硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极 板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵 状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中。

铅蓄电池电极反应： 负极：Pb + SO42-—2e-＝PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-＝ PbSO4 + 2H2O 铅蓄电池充电和放电的总化学方程式： PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 放电 充电

镍镉充电电池：它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可重复使用500次以上。它以Cd为负极，NiO(OH)为正极， KOH为电解液。广泛用于收录机、无线对 讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等，但有毒。 锂离子电池：它是新一代可充电的绿色电池 现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。

3、燃料电池 燃料电池：它是一种高效、环境友好的发电装置。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。燃料电池由3个主要部分组成：燃料电极（负极） ； 电解液 ；空气／氧气电极（正极） 。 氢燃料电池的工作原理是：负极氢气被氧化失去电子，或称“燃烧掉了”。这些负电子流到电池的正极，同时，余下的氢离子通过电解液被送到正极。 在正极，与氧气发生反应并从正极吸收电子。这一反应的产品是电流、热量和水。

【知识拓展】 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ 介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 酸性 负极 正极 中性 碱性 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 4H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-

新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH 溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧 气。电极反应： 负极：CH4 + 10OH- - 8e-＝CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 4H2O + 8e-＝8OH- 总反应： CH4 + 2O2 + 2KOH＝K2CO3 + 3H2O

原电池原理的应用： １)利用原电池原理设计新型化学电池； ２)改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气； ３)进行金属活动性强弱比较； ４)电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。

金属腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀 化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀：金属或合金因发生原电池反应所引起的腐蚀。金属的腐蚀主要是电化学腐蚀。 电化学腐蚀主要包括吸氧腐蚀和析氢腐蚀

吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁为例） 类型 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 正极反应(C) 负极反应(Fe) 其他反应 水膜呈弱酸性或中性 水膜呈酸性 O2+2H2O+4e-=4OH- 2H++2e-=H2↑ Fe-2e-=Fe2+ Fe-2e-=Fe2+ Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 +2H2O+ O2= 4Fe(OH)3 4Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈

金属的防腐 1、改变金属的内部结构。如：把Ni、Cr等加到普通钢里制成不锈钢。 2、覆盖保护层：。 a ：涂油漆、油脂、搪瓷、塑料等 b ：电镀耐腐蚀的金属（Zn、Sn、Cr、Ni等） 3、电化学保护法：多采用牺牲阳极保护法。

D 1、下列实验室制取少量气体的方法最好的是 （ ） A、加热高锰酸钾溶液制取氧气 B、用碳酸钙和稀硫酸制取二氧化碳 （ ） A、加热高锰酸钾溶液制取氧气 B、用碳酸钙和稀硫酸制取二氧化碳 C、用纯锌和稀硫酸制取氢气 D、用粗锌和稀硫酸制取氢气 D

2、钢铁表面镀有下列金属时，当镀层部分被破坏时，铁不易被腐蚀的是 （ ） A、Sn B、Zn C、Cu D、Ag B

A 3、对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是 （ ） ①锌片溶解了32.5g ②锌片增加了32.5g ③铜片上析出1g氢气 ④铜片上析出2 g 氢气 A、 ① 和③ B、 ① 和④ C、 ② 和③ D、 ② 和④ A