高一化学教学教案：原电池
http://www.newdu.com 2024/11/25 04:11:21 新东方 佚名 参加讨论
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化学教案-原电池 化学电源 1. 普通锌锰电池——干电池 干电池是用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末，吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。 电极反应为： 负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：2NH4++2e-=2NH3+H2 H2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+ 淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的迁移速率。 电池的总反应式为： 2Zn+4NH4Cl+4MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+2Mn2O3+2H2O 干电池的电动势通常约为1.5V，不能充电再生。 2. 铅蓄电池 铅蓄电池可以放电亦可充电，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;且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。 放电时起原电池的作用，电极反应为： 当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达1.18g 时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用，电极反应为： 阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42- 阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42- 当溶液的密度增加至1.28 时，应停止充电。 蓄电池充电和放电的总化学方程式为： 3. 银锌电池——钮扣式电池 它是用不锈钢制成的一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，形似纽扣，盒内正极壳一端填充由Ag2O和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应为： 负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 电池的总反应式为：Ag2O+Zn=2Ag+ZnO 电池的电动势为1.59V，使用寿命较长。 4. 微型锂电池 常用于心脏起搏器的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酸氯(SOCl2)中组成。电池的总反应式为：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO4+2S 这种电池容量大，电压稳定，能在-56.7~71.1℃温度范围内正常工作。 5. 氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。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。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应为： 负极：2H2+4OH—-4e=4H2O 正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 电池的总反应式为：2H2+O2=2H2O 6. 海水电池 1991年，我国首创以铝—空气—海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。电极反应式为： 负极：4Al-12e-=4Al3+ 正极：3O2+6H2O+12e-=12OH- 电池的总反应式为： 这种海水电池的能量比“干电池”高20~50倍。 7. 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。电极反应为： 负极：CH4+10OH—-8e-=CO32-+7H2O 正极：2O2+4H2O+8e-=8OH- 电池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 电解时电极产物的判断 1. 阳极产物判断 首先看电极，如果是活动性电极(金属活动顺序表Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序判断。 阴离子放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F- 2. 阴极产物判断 直接根据阳离子得电子能力进行判断，阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na2+>Ca2+>K+ 3. 电镀条件，由于阳极不断溶解，由镀液中阳离子保持较高的浓度，故在此条件下Zn2+先于H+放电。 原电池、电解池、电镀池之比较 原电池电解池电镀池 定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置 装置举例 形成条件① 活动性不同的两电极(连接) ② 电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应) ③ 形成闭合电路①两电极接直流电源 ②两电极插入电解质溶液 ③形成闭合电路①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极 ②电镀液必须含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不变) 电极名称负极：氧化反应，金属失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子(溶液) 阴极：电镀液中镀层金属阳离子得电子(在电镀控制的条件下，水电离产生的H+及OH-一般不放电) 电子流向负极 正极电源负极 阴极 电源正极 阳极同电解池 ⑴同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。⑵同一电解池的阳极、阴极电极反应中得、失电子数相等。⑶串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时得、失电子数要相等;在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。 用惰性电极电解电解质溶液时的规律 1. 电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)的电解。 阴极： 阳极： 总反应： 2. 分解电解质型：无氧酸(除HF外)、不活泼的无氧酸盐(氟化物除外)(如HCl、CuCl2等)溶液的电解。 阴极： 阳极： 总反应： 3. 放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(如NaCl、MgBr2)溶液的电解。 阴极： 阳极： 总反应： 4. 放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。 阴极： 阳极： 总反应： (责任编辑：admin) |
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