魯科版選修四《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》教案1

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1、 最新魯科版選修四《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》教案 1——電池》教 案 1 [ 參考資料 ] 1、原電池的正負極的判斷方法 （ 1）由組成原電池的兩極電極材料判斷。一般是活潑的金屬為負極 , 活潑性較弱的金 屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。 （ 2）根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。 （ 3）根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi) , 陽離子移向的極是正極 , 陰離子移向的極是負極。 （ 4）根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化 來判斷。原電池

2、的負極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng) , 其 正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 （ 5）根據(jù)電極現(xiàn)象判斷。 溶解的一極為負極 , 增重或有氣泡放出的一極為正極。 2、原電池的應(yīng)用 （ 1）加快氧化還原反應(yīng)的速率 如①實驗室用 Zn 和稀 H2SO4（或稀 HCl）反應(yīng)制 H2, 常用粗鋅 , 它產(chǎn)生 H2 的速率快。原 因是粗鋅中的雜質(zhì)和粗鋅、稀 H2SO4 的溶液形成原電池 , 加快了鋅的腐蝕 , 使產(chǎn)生 H2 的速率加 快。 ②如果用純 Zn, 可以在稀 H2SO4 溶液中加入少量的 CuSO4 溶液 , 也同樣會加快產(chǎn)生 H2的速 率, 原因是

3、 Cu2++Zn Cu +Zn2+, 生成的 Cu 和 Zn 在稀 H2SO4 的溶液中形成原電池 , 加快了鋅的 腐蝕 , 產(chǎn)生 H2 的速率加快。 （ 2）比 較金屬的活動性強弱 例如：有兩種金屬 A 和 B, 用導(dǎo)線連接后插入到稀 H2SO4 中 , 觀察到 A 極溶解 ,B 極上有氣 泡產(chǎn)生 , 根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出 A 是負極 ,B 是正極；由原電池原理可知 , 金屬活動性 A>B, 即 原電池中 , 活潑性強的金屬為負極 , 活動性弱的金屬為正極。 （ 3）設(shè)計原電池 例如：利用 Cu+2FeCl3 2FeCl 2+CuCl2 的氧化

4、還原反應(yīng)設(shè)計原電池 , 由反應(yīng)式可知： 1 / 3 Cu 失去電子作負極 ,FeCl 3+ , 且作電解質(zhì)溶液 , 正極為活潑性比 Cu 弱 (Fe ) 在正極上得到電子 3 的金屬離子或?qū)щ姷姆墙饘俚取? 如圖： 負極 (Cu) — 2e— Cu 2+( 氧化反應(yīng) ) 正極 (C) ： 2Fe3++2e— 2Fe 2+( 還原反應(yīng) ) （ 4）金屬的腐蝕（從理論上揭示鋼鐵腐蝕的主要原因） 金屬腐蝕的本質(zhì)是： M— ne— M n

5、+發(fā)生氧化反應(yīng) , 氧化金屬（如 Fe）的最主要的氧化劑是空氣中的 O2, 其次是酸性電解質(zhì)溶液中的 H+ 腐蝕規(guī)律： ①原電池腐蝕中 , 兩金屬活動性相差越大 , 活潑金屬腐蝕越快。 ②對同樣的電極 , 強電解質(zhì)引起的腐蝕 >弱電解質(zhì)引起的腐蝕 >非電解質(zhì)引起的腐蝕 【多彩化學(xué)】電池的服務(wù)壽命 電池是一種化學(xué)物質(zhì) , 因而也是有一定服務(wù)壽命的 , 諸如干電池（包括普通的堿性電 池）等一次電池是不能充電的 , 服務(wù)壽命當(dāng)然只有一次。對于充電電池 , 一般我們以充電次 數(shù)來衡量其服務(wù)壽命的長短。

6、鎳鎘電池的循環(huán)使用壽命在 300~700 次左右 , 鎳氫電池的可充 電次數(shù)一般為 400~1000 次 , 鋰離子電池為 500~800 次。充電電池的服務(wù)壽命不僅受制作電 池采用的原料、制作工藝等因素的影響 , 還與電池的充放電方法 及實際使 用情況有密切關(guān) 系。例如 , 某人于 1985 年開始使用的 6 節(jié) HITACHI（日立）鎳鎘電池 , 一直到現(xiàn)在還在繼續(xù) 使用 , 只是電池容量有些降低了?？磥? , 只要使用方法合理 , 充電電池是完全可以達到甚至大 大超過標(biāo)稱的服務(wù)壽命的。 質(zhì)子交換膜燃料電池

7、 質(zhì)子交換膜燃料電池以磺酸型質(zhì)子交換膜為固體電解質(zhì) , 無電 解質(zhì)腐蝕問題 , 能量置換效率高 , 無污染 , 可室溫快速啟動。質(zhì)子交換膜燃料電池在固定電 站、電動車、軍用特種電源、可移動電源等方面都有廣闊的應(yīng)用前景 , 尤其是電動車的最佳 驅(qū)動電源。它已成功地用于載人的公共汽車和奔馳轎車上。 彎曲異形的高分子電池 現(xiàn)在另外一種新型電池 - 高分子電池 , 也被各大手機廠商看 好。其實高分子電池只是一個泛稱 , 一般指構(gòu)成電池的正極、 負極與電解質(zhì)三要素中 , 至少 有一項使用高分子作為主要材料。目前高分子主要被應(yīng)用在

8、正極與電解質(zhì)。由于 使用高分 子取代電池中的電 解液 , 因此不必再有為了封閉液狀電解液的外部殼子 , 所以這樣電池可以 從根本上避免漏液的問題；而且電池內(nèi)部是膠態(tài)的固體 , 所以可以制成薄型電池 , 在 2.6V 、 400mAh 容量的情況下其厚度只有 0.5mm；還可以設(shè)計成多種形狀 , 這種電池最大可彎曲 90 度左右。這在一些“異形”手機中是相當(dāng)方便應(yīng)用的。 固體氧化物燃料電池采用固體氧化物作為電解質(zhì) , 除了高效 , 環(huán)境友好的特點外 , 它無材 料腐蝕和電解液 腐蝕等問題；在高的工作溫度下電池排出的高質(zhì)量余熱可以

9、充分利用 , 使 2 / 3 其綜合效率可由 50%提高到 70%以上；它的燃料適用范圍廣 , 不僅能用 H2, 還可直接用 CO、天然氣 ( 甲烷 ) 、煤汽化氣、碳氫化合物、 NH3、 H2S 等作燃料。這類電池最適合于分散和集中發(fā)電 3 / 3