课题1 电池探秘
学习目标:1.以铜锌原电池为例理解原电池的工作原理。(重难点)2.认识电池的构成条件,掌握原电池正负极的判断方法。(重点)3.学会应用所学知识分析出生活中所使用的各种电池。(难点)
[自 主 预 习•探 新 知]
一、电池是怎样工作的
1.原电池的定义
将化学能转化为电能的装置。
2.原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)
(1)工作原理
锌片失去电子,电子经导线流向铜片,溶液中的H+从铜片上得到电子被还原成氢原子,继而结合成氢分子在铜片上放出。
(2)电极名称
负极:电子流出的电极。(发生氧化反应的一极)
正极:电子流入的电极。(发生还原反应的一极)
(3)电极反应式
负极:Zn-2e-===Zn2+
正极:2H++2e-===H2↑
总反应式:Zn+2H+===Zn2++H2↑
3.原电池的构成条件
(1)两个活泼性不同的电极(或金属与导电的非金属)
①负极:活泼性强、失去电子发生氧化反应。
②正极:活泼性弱、得到电子发生还原反应。
(2)两电极插入同一电解质溶液中。
(3)形成闭合回路。
(4)能自发地发生氧化还原反应。
4.实质
原电池产生电流的实质,是发生了氧化还原反应。电子由负极流向正极产生电流。
5.实际应用
(1)纽扣电池及工作原理
总反应式:H2O+Zn+HgO===Zn(OH)2+Hg
(2)纽扣电池的优点:体积小,寿命长,电流稳定。
二、认识几种电池
1.几种电池比较
电池种类 工作原理 利弊
锌锰
干电池 锌筒做负极,失电子被氧化
碳棒与顶端的金属帽相连做正极,电池内部的MnO2得电子被还原 ①使用时锌皮逐渐消耗,引起电解质渗漏
②电压不断下降,不能提供稳定电压
铅酸蓄电池 铅做负极,PbO2做正极,发生反应为Pb+PbO2+2H2SO4 放电充电2PbSO4+2H2O,充电时PbSO4转变为Pb和PbO2 ①可通过检查硫酸溶液的密度确定是否应该充电
②这类电池充、放电方便,稳定性强,但体积大,使用不方便,且寿命较短
燃料电池(以氢氧燃料电池为例) 在负极消耗燃料H2,在正极消耗O2,反应为2H2+O2===2H2O ①可以不间断地输入燃料和氧化剂,输出电极反应产物
②化学能直接转化为电能,能量转换率高而且工作寿命长,能够大功率连续供电,无噪声,无污染
2.废旧电池污染的治理