1.1原电池（课件）-中职《化学（加工制造类）》同步教学（山东科学技术出版社）

专题1 电化学基础与金属防护 目录 第1节 原电池 1 第2节 电解与电镀 2 第3节 金属的腐蚀与防护 3 第1节 原电池 学习目标 1.知道原电池的组成及工作原理，了解常见化学电池的类型及功能。 2.会写常见原电池的电极反应式和总反应的化学方程式。 3.知道废旧电池的处理方法。 实验探究 一、原电池的工作原理 实验1：把一块锌片和一块铜片分别插入两只盛有稀硫酸的烧杯里，观察现象。 实验2：把一块锌片和一块铜片平行插入盛有稀硫酸的同一只烧杯里，观察现象。 实验3：用导线把实验2中的锌片和铜片连接起来，观察现象。 实验4：在实验3的导线中间连接一个灵敏电流计，观察现象。 将化学能转化成电能的装置叫做原电池。 通过实验4我们看到，连接导线后，锌片不断溶解，铜片上有气泡产生，电流表的指针发生偏转，这说明实验4的导线中有电流通过。上述装置将化学能转化成了电能，是一个原电池。这个原电池中的电流是怎样产生的呢？ 如图1-2所示，当把用导线相连的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌原子失去电子转化成zn2+进入溶液，导致锌片不断溶解；电子可沿导线流动，分布到铜的表面，稀硫酸中的H＋在铜片上得到电子变成氢原子，进而两两结合变成氢分子，于是我们看到了铜片上有气泡产生。 两个电极上发生的反应可分别用电极反应式来表示： 实验探究 创作水果电池 自选水果（苹果、柑楠、橙子或柠檬等），金属片（铜片，铁片、锌片或铝片等），用导线连接灵敏电流计，观察现象。 通过动手实验，你能总结出原电池需要有哪些构成部分吗？ 二、化学电池 为满足不同的用电需要，人们根据原电池原理制成了结构和性能各异的化学电池。 1.干电池 人们通常使用的5号或7号电池是锌锰干电池，它是一次性电池，即放电完毕后不能充电（硬充电会导致爆炸）。 碱性锌锰干电池构造如图1-4所示，锌粉一端作负极，二氧化锰一端作为正极，氢氧化钾作为电解质。在使用过程中，负极上锌粉失去电子，逐渐被消耗；正极上二氧化锰不断被还原。这一变化过程可表示为： 2.可充电电池 汽车用的铅蓄电池以及手机用的锂离子电池等都属于可充电电池。这些电池在放电时发生氧化还原反应，在充电时使该氧化还原反应逆向进行，从而使电池恢复到放电前的状态，实现化学能与电能的循环转化。可充电电池是在一次电池的基础上发展起来的，实现电池的多次使用，又被称为二次电池。下面以铅蓄电池为例，说明充电电池的工作原理。 放电反应： 放电过程中，电解质H2S04溶液的浓度逐渐降低，两极板表面的PbS04逐渐变厚，电阻逐渐变大，输出电压缓慢下降；待电压降低到一定程度，需要及时充电，否则会因PbS04层过厚导致充电困难使电池报废。 充电反应： 3.燃料电池 燃料电池是一种连续地将燃料（还原剂）和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。普通化学电池将氧化剂、还原剂储存在电池内部，这就限制了电池的容量；而燃料电池则由外部源源不断地供给燃料和氧化剂，使之连续地在电极上发生氧化还原反应，生成物随时被排出，因此能连续不断地提供电能。 目前，最常见的燃料电池是以氢气作为燃料，氧气作为氧化剂，铂作为电极材料的氢氧燃料电池。它的电解质溶液可以是酸性的，也可以是碱性的；当电解质溶液为酸性溶液时，电极反应为： 化学与职业 电池研发人员 电池技术在生产、生活和军事等领域的重要性正日益凸显。电池研发人员需要考虑电池基本构成材料（电极、电解质等）的性质，材料之间的相容性，材料对温度、温度等环境因素的适应性等问题，需要进行电池构成材料的研制、电池性能的改进和电池应用的拓展等方面的工作。研发人员若想要提高电池的使用时间，则要致力于寻找合适的电池材料使电池扩容。目前，研发人员在燃料电池、锂离子电池和太阳能电池等领域的研究取得了一定的进展。若你日后想要在科研机构或生产企业中从事电池研发工作，需要具备扎实的化学基础。 $$