高一化學(xué)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化(編輯修改稿)
2024-12-15 09:31 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 總反應(yīng)式為： Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag （ 2） 二次電池 鉛蓄電池 （ 1）電極材料及原料 （ 2）電解質(zhì)溶液 （ 3）電極反應(yīng)式： 正極： PbO2 負(fù)極： Pb H2SO4溶液 負(fù)極（ Pb） : Pb 2e+ SO4 2 =PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O 正極（ PbO2） : PbO2+4H++SO42 + 2e= PbSO4 +2H2O 總反應(yīng)： 負(fù)極： Pb+SO42 =PbSO4+2e 正極： PbO2+SO42+4H++2e =PbSO4+ 2H2O 電池總反應(yīng)： Pb+ PbO2+2SO42 +4H+ =2PbSO4+2H2O 陰極： PbSO4 +2e ＝ Pb+SO42 陽(yáng)極： PbSO4+ 2H2O ＝ PbO2+SO42+4H++2e 電池總反應(yīng)： 2PbSO4+2H2O＝ Pb+ PbO2+2SO42 +4H+ 鉛蓄電池的放電過(guò)程 —— 原電池 鉛蓄電池的充電過(guò)程 —— 電解池 放電 充電 2 PbSO4 + 2H2O PbO2 + Pb + 2H2SO4 鉛蓄電池的充放電過(guò)程 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器” 優(yōu)點(diǎn)： 效率高、無(wú)污染，裝置可持續(xù)使用 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池 （ 3）新型燃料電池 演示探究 教材 40頁(yè) 燃料電池 負(fù)極： 2H2+4OH4e=4H2O 正極： O2+2H2O+4e=4OH 總反應(yīng)： O2+2H2=2H2O 常見(jiàn)的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁 空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等。 如圖電池反應(yīng) （ 4）海水電池 1991年，我國(guó)首創(chuàng)以 鋁 空氣 海水 為能源的新型電 池，用作航海標(biāo)志燈。該電池以取之不的海水為電 解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。 這種海水電池的能量比“干電池”高 20～ 50倍。電極 反應(yīng)式為： 負(fù)極： 正極： 電池總反應(yīng)： 4Al 12e= 4Al 3+ 3O2+ 6H2O +12e= 12 OH 4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3↓ 怎樣書(shū)寫(xiě)燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式？ 書(shū)寫(xiě)步驟 ：（ 1） 寫(xiě)出燃燒反應(yīng)，根據(jù)電解液改寫(xiě)燃料電池總反應(yīng)； （ 2）寫(xiě)出正極的電極反應(yīng)式 (一般較簡(jiǎn)單 )。 （ 3）由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。 正極反應(yīng)一般為 ① 酸性介質(zhì) ② 堿性介質(zhì) O2+4H++4e－ =2H2O O2+2H2O+4e－ =4OH CH O NaOH組成的燃料電池 ： CH4+2O2→CO2+2H2O ： ： ： CH4+2OH+2O2 = CO3 2 +3H2O 2O2+4H2O+8e－ = 8OH CH4+10OH8e－ = CO32+7H2O 甲醇 燃料電池是由甲醇和氧氣及 強(qiáng)堿 電解質(zhì)溶液構(gòu)成的新型手機(jī)電池，電量可達(dá)現(xiàn)用鎳氫或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。據(jù)此回答： (1)甲醇是 極 , 電極反應(yīng)式是 : 。 (2)電池反應(yīng)的離子方程式 : 2CH3OH+16OH12e－ =2CO32+12H2O 2CH3OH+3O2+4OH=2CO32+6H2O. 負(fù) 在生產(chǎn)和生活中我們不但要利用化學(xué)反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而且要利用化學(xué)反應(yīng)使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一般通過(guò)電解的方法來(lái)完成。 我們已學(xué)過(guò)的化學(xué)課程里涉及利用電解反應(yīng)來(lái)制取新物質(zhì)的例子嗎？ 實(shí) 例 被電解物質(zhì) 電 解 產(chǎn) 物 化 學(xué) 方 程 式 電解水 水 H O2 2H2O==2H2 ? +O2 ? 電解食鹽水 H2O、 NaCl NaOH 、 H2 、 Cl2 2NaCl +2H2O= 2NaOH +H2 ? + Cl2 ? 電解融熔 氯化鈉 NaCl Na、 Cl2 2NaCl = 2NaCl+ Cl2 ? 電解融熔 氧化鋁 Al2O3 Al 、 O2 2Al2O3==2Al +3 O2 ? 在 U形管中加入飽和氯化銅溶液，用石墨棒作電極，接通電源，電解數(shù)分鐘后，觀察現(xiàn)象。 （ 1）接電源負(fù)極的石墨棒上有 ＿＿＿＿＿＿＿＿ ， 電極反應(yīng)為 ＿＿＿＿＿＿＿＿ 。 （ 2）接電源正極的石墨棒上有 ＿＿＿＿＿＿＿＿ ， 電極反應(yīng)為 ＿＿＿＿＿＿＿＿ 。 （ 3）電解反應(yīng)的化學(xué)方程式 ＿＿＿＿＿＿＿＿ 。 （ 4）在上述電解反應(yīng)中，被氧化的物質(zhì)是 ＿＿＿＿ ， 被還原的物質(zhì)是 ＿＿＿＿ 。 （ 5）比較電解飽和氯化鈉溶液與電解飽和氯化銅溶液， 有什么不同？為什么？ 有銅析出 Cu2+ + 2e = Cu 有 Cl2放出 2Cl 2e = Cl2 CuCl2 == Cu
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