化學(xué)能與電能

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   化學(xué)能與電能

考點(diǎn)要求：

1.知道原電池的概念、原理、組成及應(yīng)用。

2.學(xué)生能從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，并知道這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。

知識梳理

1、能源

(1)能源分類：根據(jù)能源的來源，可以分為

一次能源：直接從自然界取得的能源。如流水，風(fēng)力，石油，原油，天然氣等

二次能源：一次能源經(jīng)過加工，轉(zhuǎn)換得到的能源。如電力，蒸氣等

(2)化學(xué)能與電能可以發(fā)生間接或者直接轉(zhuǎn)換，

如通過燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過蒸汽機(jī)，可以讓熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)讓機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;

利用原電池可以講化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。

2、原電池原理

負(fù)極：電子流出的電極——失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)

(較活潑的金屬)

正極：電子流入的電極——得電子，發(fā)生還原反應(yīng)

(較不活潑的金屬、石墨等)

3、原電池原理實(shí)驗(yàn)探究

(1)將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接(導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流表)，平行插入盛有1 mol/L的稀硫酸的燒杯中，如上圖所示。

觀察電流表指針位置的變化，金屬電極表面的變化以及溶液溫度的變化，分析是否有電流產(chǎn)生。

(2) 實(shí)驗(yàn)記錄：

(3)原電池中電荷移動(dòng)方向

原電池是一個(gè)閉合的電路，其中的電荷流動(dòng)，從電路的構(gòu)成方面來說，有外電路電荷的流動(dòng)和內(nèi)電路上電荷的流動(dòng);從電荷的類型方面來說，有電子的流動(dòng)和陰、陽離子的流動(dòng)。

4、電池

(1)電池的分類

(2) 一次電池與二次電池的不同點(diǎn)

一次電池的活潑物質(zhì)(發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到一定程度，就不能使用了;如普通的鋅錳電池，堿性鋅錳電池等都是一次電池。

二次電池又稱充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。這類電池可以多次重復(fù)重復(fù)使用，如鋅蓄電池等。

(3)廢舊電池的回收

可以回收到大量的金屬材料和化工原料。廢舊電池中有害于生態(tài)環(huán)境的物質(zhì)在自然條件下極難降解;廢舊鋅錳干電池含有高濃度的氯化銨溶液，埋在土壤中會(huì)使土壤酸化，種子脫水死亡。
    

5、常見的幾類電池

(1)一次性電池

放電之后不能充電，內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的

③鋰離子電池

是新一代可充電的綠色電池，現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等低功耗電器的主流電源。

(3)燃料電池

原理：利用原電池的工作原理,將燃料和氧化劑(如O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。

燃料電池是一種、環(huán)境友好的發(fā)電裝置，它的電極材料一般為活性電極，具有很強(qiáng)的 催化活性，如鉑電極，活性炭電極等，燃料電池由3個(gè)主要部分組成：負(fù)極為燃料電極;正極為氧氣或空氣電極;電解質(zhì)溶液。兩電極材料均為惰性電極，電極本身不發(fā)生反應(yīng),而是由引入到兩電極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

常見的燃料電池：

①氫氧燃料電池的工作原理

負(fù)極：H2被氧化失去電子變成H+，或稱“燃燒掉了”，電子流到電池的正極，同時(shí)，H+通過電解液被送到正極。

正極：O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)

產(chǎn)品：電流、熱量、水