化学能转化为电能PPT教学课件

(3)若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能 发生自发氧化还原反应的装置为原电池，其余装置为电解池或 电镀池。
方法指导
2.电池电极的判断方法：
(1)可充电电池：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应， 正极发生还原反应； 充电时相当于电解池，放电时的正极变为电 解池的阳极，与外电源正极相连；负极变为阴极， 与外电源负极相连。
(3)外电路中的电子是从 Cu 电极流向 Ag 电极。
【解析】考查原电池的工作原理。 根据电池反应2Ag+ (aq) +Cu (s)＝Cu 2+ (aq) +2Ag (s)， 负极反应为：Cu--2e-＝Cu 2+， 正极反应为：2Ag++2e-＝2Ag，
所以负极材料为Cu，正极溶液为含Ag+的电解质溶液, 如AgNO3；
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较：
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
电子 流向
离子 移动 方向
原电池
电解池
电镀池
离子移 阳离子→正极(阴极) 动方向 阴离子→负极(阳极)
阳离子→阴极 阴离子→阳极
方法指导
4.电极反应式书写技巧：
①分析氧化还原反应：阳极——还原剂失去电子； 阴极——氧化剂得到电子。
【解析】根据氧化还原反应：AsO3-4+2I-+2H+＝AsO3-3+I2+H2O， 当向装置Ⅰ中加入盐酸时，平衡向右移动，生成I2，溶液颜色加 深，由于反应在溶液中进行，所以I中C1、C2没有电流通过，G指 针不发生偏转；
当向装置Ⅱ的烧杯B中加入烧碱，平衡向左移动，在C2发生 氧化反应(负极)和C1还原反应(正极)，
典例精析 【备选题】 下图Ⅰ、图Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应 “AsO3-4+2I-+2H+＝AsO3-3+I2+H2O”设计成的原电池装置，其中 C1、C2均为碳棒。甲组同学向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸； 乙组同学向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。
下列叙述中正确的是（ B D ）
A.甲组操作时，微安表(G)指针发生偏转 B.甲组操作时，溶液颜色变深 C.乙组操作时，C2做正极 D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2+2e-＝2I-
典例精析
【备选题】 C1、C2均为碳棒。甲组同学向图Ⅰ烧杯 中逐滴加入适量浓盐酸；乙组同学向图ⅡB烧杯中逐滴加入适 量40% NaOH溶液。
典例精析
变式2
A
B
典例精析
【解析】a、b均能形成原电池， a中,Fe作负极：Fe--2e-＝Fe 2+，发生氧化反应，
Cu作正极：O2+4e-+2H2O＝4OH-，发生还原反应，铜丝附 近呈现红色； b中,Al作负极：Al--3e-＝Al 3+，发生氧化反应，
Fe作正极：O2+4e-+2H2O＝4OH-，发生还原反应。
c(OH-)下降，OH-向负极移动。 根据电子守恒原理：当蓄电池消耗0.02 mol H2O时，转移
0.02mol 电 子 ， 电 解 池 阴 极 反 应 ： Mx++xe- ＝ M ，
n(M)=0.02/x(mol),则M的相对原子质量为50ax。
典典例例精析精析
【例1】一种大型蓄电系统的电池总反应为 2Na2S2+NaBr3放电充电Na2S4+3NaBr，
(2)燃料电池：自发进行的氧化还原反应中，通入燃料(发生氧化 反应)的一极为负极； 通入氧化剂(发生还原反应)的一极为正极。
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较：
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
电子 流向
离子 移动 方向
原电池 能量转化 化学能→电能
电解池
电镀池
电能→化学能
3.依据氧化还原反应：2Ag+(aq) +Cu(s)＝Cu2+(aq) +2Ag(s)设计的 原电池如下图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是 Cu或铜 ；
电解质溶液Y是 AgNO3或硝酸银
。
(2)银电极为电池的 正 极，发生的电极反应为 Ag++e-＝Ag ；
X电极上发生的电极反应为 Cu–2e-＝Cu 2+ 。
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较：
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
原电池
电解池
电子 流向
离子 移动 方向
电镀池
形成特点
①两个电极 ②电解质溶液 ③形成闭合回路
①直流电源、电 极
②电解质溶液
③形成闭合回路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
①阳极：镀层金属 ②阴极：待镀金属
③电镀液含镀层金 属离子
方法指导
在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方 向与电子流向相反，所以①错。
没有盐桥，原电池不能继续工作，③错。 无论是否为原电池，均为氧化还原反应 Cu+2Ag+＝Cu 2+ +2Ag，④对。
【评注】考查原电池工作原理。原电池反应的实质是氧化还原 反应，还原剂在负极发生氧化反应，氧化剂在正极发生还原反 应，电子由负极流向正极，电流则由正极流向负极。
电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择 性膜(在电池放电和充电时该膜允许钠离子通过)；放电前，被膜隔 开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后，分别变为Na2S4和NaBr。 下列说法正确的是（ B D ） A.充电过程中，Na+的流向为从右到左 B.充电过程中，阳极的电极反应为：3NaBr--2e-＝NaBr3+2Na+ C.放电前，左侧电解质为Na2S2，右侧电解质为NaBr3 D.放电过程中，电子由负极通过外电路流向正极
第9课时
1.电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样 电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关 电池的叙述正确的是
A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
【解析】以新型电池为载体考查原电池原理的相关知识。 选项A中Zn—Mn干电池作负极的是Zn，石墨作电池的正极， 只 起导电的作用，被腐蚀的是Zn； 选项B中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能，而不是 把热能直接转化为电能； 选项C太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅，它的能量 转化高。
(用含a、50x表ax示)。
【解析】以蓄电池的有关应用，考查电化学的基本原理。 蓄电池放电时做原电池
正极发生还原反应的物质是NiOOH； 充电时, 阳极反应为：Ni(OH)2--e-+OH-＝NiOOH+H2O；
阴极反应为：Cd(OH)2+2e-＝Cd+2OH-；
充电的过程是将电能转化为化学能；
放 电 时 ， Cd 作 负 极 ， Cd--2e-+2OH- ＝ Cd(OH)2 ， Cd 周 围 的
负极反应为：AsO33-+2OH-–2e-＝AsO43-+H2O，
正极反应为：I2+2e-＝2I-。
方法指导
1.原电池、电解池、电镀池的判定方法：
(1)若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件 判定是否能构成原电池；
(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，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀 池；
②要注意介质影响：一般来说，一极消耗介质的离子， 另一极则生成介质的离子。
③合并两极电极反应式，消去得失电子数及两边的介质离子， 即得到总的氧化还原方程式。
反之，总的氧化还原反应方程式减去一极电极反应式，可 得另一极电极反应式。
方法指导
5、氧气作为原电池正极反应时的电极反应式：
电解质溶液为中性或碱性：O2+4e-+2H2O＝4OH电解质溶液为酸：O2+4e-+4H+＝2H2O 固体或熔融电解质：O2+4e-＝2O2-
电池工作时外电路中的电子从负极(Cu)流向正极(Ag)。
4.镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。有一种镍
镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd+2NiOOH+2H2O
放电 充电
Cd(OH)2+2Ni(OH)2。
(1)若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是
方法指导
3.原电池、电解池、电镀池的比较：
不同方面
能量 转化
形成 特点
电极 判断
电极 反应 特点
电子 流向
离子 移动 方向
电极 反应 特点
原电池
负极：活泼金属或还 原剂失电子，发生氧 化反应
正极：溶液中阳离子 或氧化剂得电子，发 生还原反应
电解池
阳极：金属或溶液 中的阴离子失去电 子，发生氧化反应
镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
放电
Cd+2NiOOH+2H2O 充电
Cd(OH)2+2Ni(OH)2。
(3)假如用此蓄电池做电源，电解M(NO3)x溶液(惰性电极)，
当该蓄电池消耗0.36 g水时，电解M(NO3)x溶液的某一极
析出了a g金属M，则金属M的相对原子质量的计算式为
阳离子向阴极移动，Na+的流向为从左到右。
【评注】电化学的核心是氧化还原反应，阳极发生氧化，阴极 发生还原，分析反应前后化合价的变化，抓住电子得失与化合 价升降关系，就能轻松解决此类问题。