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1、化学能与电能的转化学问详解原电池的概念要点： 1、化学能转化为电能：原电池的原理（重点）原电池的形成条件2、原电池的应用：化学电源（明白）概念3、电解池电能转化为化学能原理应用我们知道化学能与多种形式的能量之间存在转化关系；例如上一单元我们就学习了化学能与化学能与热能之间的转化；第一， 先来明白一下化学能是如何转化为电能的；日常生活中各种常见的化学电源就是一种将化学能转化为电能的装置；下面，我们先来看三个试验：试验 1： 把一块锌片和一块铜片分别插入盛有稀H 2SO4 的烧杯里，观看现象；现象： 锌片上产愤怒泡而铜片上无气泡；结论： 铜片不与稀硫酸反应，锌片与稀H 2SO4 发生反应；试验 2
2、： 把一块锌片和一块铜片同时插入盛有稀H 2SO4 的烧杯里；现象： 锌片上产愤怒泡，而铜片上无气泡；结论： 铜片不与稀H 2SO4 反应，锌片与稀H2SO4 发生转换反应；这两个试验我们很熟识，由于锌的金属活动性次序在氢之前，因此， 它能够转换出非氧化性酸中的氢，而铜的金属活动性次序在氢之后，因此铜无法与酸反应生成H 2；试验 3： 用导线把试验2 中的锌片和铜片连接起来，并接上微电流计，观看现象；现象： 铜片上有气泡，锌片上无气泡生成（实际过程中如片不纯，也会有气泡），电流计指针发生偏转；结论： 电流计指针发生偏转，说明导线上有电流通过；我们可以看到通过这个装置，可以将化学能转变为电能；一
3、、化学能转化为电能1、原电池的概念：将化学能转变为电能的装置称是原电池；2、原电池的原理：a. 本质：将化学能转变为电能b. 动力源：自发进行的氧化仍原反应c. 形成电流的过程原电池形成电流实际上就是将一个氧化仍原反应拆成两个半反应；一个是氧化反应，一个是仍原反应，下面就以Zn Cu原电池为例说明电流形成的过程； 锌片（负极）失电子形成锌离子，Zn2+进入溶液，而电子就从锌电极流出，流入导 线（由于电子无法在电解质溶液中自由移动）Zn Ze= Zn 2+ 流出锌电极的电子经导线流入铜电极； 在铜片上（正极） ，流入铜电极的电子使H仍原成 H 22H 2e= H 22+2+ 铜电极邻近的溶液中，
4、H 削减而锌电极邻近的Zn增多， H，Zn从浓度大的负极区向浓度小的正极区移动，形成电流回路；总反应方程式：Zn 2H= Zn 2+ H2那么要形成原电池到底要符合哪些条件呢？是不是任何情形下都能形成原电池，负极和正极又是如何来确定的呢？3、原电池形成的条件有可自发进行的氧化仍原反应两根导线（金属或非金属）材料作正、负电极负极：电子流出的一极，有氧化反应发生（仍原剂在负极）正极：电子流入的一极，有仍原反应发生（氧化剂在正极）注：两电极本身不肯定参加反应，有时只起传转电子的作用；如两金属材料作电极，就一般情形下，相对较活泼的作负极，相对较不活泼的作正极，这里的相对活动不仅仅指的是金属活动性次序，
5、而是指的在详细情形下两电极的活性，如以浓 HNO 3 为电角质， Fe、Cu 作电极，由于Fe 遇冷硝酸会发生钝化，而Cu 就在常温下能与浓 HNO 3 反应，所以这种情形下，铜是相对活泼的金属，作负极，而铁就作正极；两电极要均插入电解质溶液中如要构成工作电池，就必需形成闭合回路；构成原电池可加快反应速率；4、原电池反应的书写书写原电池反应时，要注明正极反应，负极反应，及总反应；例 1以 Cu Zn 为电极，稀H 2SO4 作电解质构成原电池，写出正极反应，负极反应及总反应；正极： 2H 2e= H 2（得电子的仍原反应）负极： Zn 2e = Zn 2+（失电子的氧化反应）总反应： Zn 2
6、H= Zn 2+ H 2（两电极反应加和）例 2以下各装置哪些能形成原电池，指出正极和负极； 以 Zn Fe 为电极，稀H2SO4 作电解质；能形成原电池负极： Ze 2e= Zn 2+正极： 2H 2e= H 2总反应： Zn 2H =Zn 2+ H 2 以 Cu Cu 为电极，稀H2SO4 作电解质不能形成原电池 以 Fe Ag 为电极， CuSO4 溶液为电解质能形成原电池：负极Fe2e = Fe2+正极Cu2+ 2e = Cu总反应Fe Cu2+ = Fe 2+ Cu5、金属的腐蚀（上学期已学过，复习） 金属腐蚀的实质是金属原子失电子被氧化M ne = Mn+化学腐蚀 与化学物质直接接
7、触发生腐蚀金属腐蚀电化学腐蚀形成原电池反应发生腐蚀例如钢铁的腐蚀；钢铁是铁与碳的合金强酸性溶液中：负极：Fe 2e = Fe 2+（析氢腐蚀）正极： 2H 2e= H 2总反应： Fe 2H= Fe2+ H 2中性或弱酸性溶液中：负极：2Fe 4e= 2Fe 2+（吸氧腐蚀）正极： 2H2O O2 4e= 4OH总反应： 2Fe 2H2O O2 = 2FeOH 2FeOH 2 会被空气中的O2 氧化4FeOH 2 O2 2H 2O = 4FeOH 32FeOH 3 = Fe 2O3 3H 2O（ Fe2O3 铁锈的主要成份）二、化学电源依据原电池原理，制造多种多样的化学电源；1、自制燃料电池(
8、1) 电极的制备在纱布上铺上石墨粉， 然后用该纱布将石墨电极包裹起来，用细线扎紧防止石墨粉流出；制备两根这样的电极；(2) 按图示搭好装置 1电解质溶液用0.5 mol LNa2 SO4 溶液，电源用36V 直流电源，发生二极管起辉，电压为1.7V ，电流为0.6 mA ；(3) 按下开关S1，接通电源，电解约半分钟，碳棒上产生明显的气泡； 与电源正极相连的一极上产生的是O2 ，与电源负极相连的碳棒上产生的是H2；(4) 断开开关S1，按下开关S2，接通二极管，二极管发光，说明产生了电流；负极： 2H2 4OH 4e= 4H 2O正极： O22H 2O 4e= 4OH总反应： 2H2 O2 =
9、 2H 2O石墨 /H2 电极作负极，石墨/O2 电极作正极2、化学电池依据能否多次使用可分为一次电池和二次电池一次电池用过后不行复原二次电池可充电，且充电后能连续使用3、常见的化学电源（教材P40 表 2 6）锌锰干电池用锌制铜形外壳作负极，位于中心的顶盖和有铜冒的石墨作正极；在石墨四周填充ZnCl 2， NH 4Cl 和淀粉糊作电解质，仍填有MnO 2 黑色粉末，吸取正极放出的H2；银锌纽扣电池负极：锌正极：氧化银电解质： KOH 溶液铅蓄电池负极：铅正极：二氧化铅电解质：硫酸镍氢电池负极：贮氢合金 正极：泡沫氧化镍电解质： KOH 溶液氢氧燃料电池电性或碱性溶液中：负极（铂碳/氢气）：
10、2H 24OH 4e= 4H 2O正极（铂碳 /氧气）： O22H 2O 4e= 4OH酸性溶液中：负极（铂碳/ 氢气）： 2H2 4e= 4H正极（铂碳 / 氧气）： O2 4e总反应： 2H 2 O2 = 2H 2O甲醇空气燃料电池 4H= 2H 2O2中性或碱性溶液中：负极：2CH 3OH 16OH 12e = 2CO 3 12H 2O正极： 3O26H 2O 12e = 12OH总反应： CH3OH 3O2 4OH= 2CO2 6H32O酸性溶液中：负极：2CH3 OH 12e 2H2O = 12H 2CO2正极： 3O2 12e 12H= 6H 2O总反应： 2CH 3OH 3O2
11、= 2CO 2 4H2O三、电能转化为化学能电解大家应当不是很生疏，在生产、 生活实际中， 很多化学反应是通过电解的方法来实现的； 比如在制燃料电池时先要电解水；仍有很多电解的实例，比电解饥饿和食盐水制Cl 2，电解熔融的NaCl 制备金属钠等；这些在上学期都已学过；那么在电解过程中，被电解物质是怎样转化为生成物的呢？试验： 在 U 型管中，电解饱和CuCl 2 溶液；现象： 与正极相连的一极产生能使潮湿的淀粉KI试纸变蓝的气体，与负极相连的一极上显现一层红色金属；这个装置就称为电解池；1、电解的概念：使电流通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴阳两极发生氧化仍原反应的过程；2、电解池的原理：借
12、助于电流引起氧化仍原反应的装置，也就是把电解转化为电能的装置；3、电解的过程（以电解CuCl 2 溶液为例）规定： 与电源正极相连的一极称为阳极，阳极上发生氧化反应；与电源负极相连的一极称为阴极，阴极上发生仍原反应；电极反应阳极：（失电子）2Cl 2e Cl 2 阴极：（得电子）Cu2+ 2e Cu2+ Cl 电解总反应： CuCuCl 2注：阳极上发生失电子的氧化反应，阴极上发生得电子的仍原反应，电子的流向从电源负极到电解池的阴极，通过电解质溶液（电解质溶液中靠阴、阳离子导电，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动；），物质在阳极失电子，电子从阳极流到电源正极，形成电流回路；4、电解池的形成条件
13、有一个外加直流电源两个导电材料与电源正、负极相连；注：电极可依据材料不同分两类：活性电极、惰性电极活性电极： Ag 以及金属活动性次序在Ag 之前的金属惰性电极： pt，石墨对阴极而言，两种电极无差别；对阳极而言，如电极为活性电极，就电极本身失电子；例如： 精炼铜就是利用这一点（教材P43）将粗铜与电源正极相连，精铜与电源负极相连，发生如下反应：阳极： Cu 2e Cu 2+阴极： Cu2+2e Cu过一段时间后，粗铜变细，精铜变粗；两极材料均插入电解质溶液中（或熔融电解质中）形成闭合回路（在内电路两电极不能接触）5、电极产物的判定假如用惰性电极分别电解饱和NaCl 溶液和熔融NaCl ，它们的产物是否相同？ 电解饱和NaCl 溶液电解熔融 NaCl
