化学能转化为电能【考纲要求】 1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。【学习流程】一、原电池【思考】判断:下列三个反应能设计成原电池的是 ,请说明理由。① CaO + H2O = Ca(OH)2② Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu③ Cu + 2H2O = Cu(OH)2+H2↑【活动1】请尽可能多的设置装置使反应②能发生。【活动2】:在能形成原电池的装置图上标出:1)电池正负极;2)电极反应式及反应类型;3)电子转移的方向和电流方向;4)阴阳离子的移动方向。【归纳总结】:1.概念:把__________能转化为__________能的装置。2.构成条件——“两极一液一回路”
3.工作原理 (以Cu-Zn原电池为例)
电极名称
负极
正极
电子移动方向
电极材料
电极反应式
电极反应类型
离子移动方向
电流方向
【巩固练习】一种石墨烯锂硫电池(2Li+S8=Li2S8)工作原理示意如图。下列有关该电池说法正确的是
A.B电极发生还原反应
B.A电极上发生的一个电极反应为:2Li++S8+2e-=Li2S8
C.每生成1mol Li2S8转移0.25mol电子
D.电子从B电极经过外电路流向A电极,再经过电解质
流回B电极
二、电极反应式的书写
【活动3】:燃料电池其工作原理如图所示:
若以CH4 为燃料气时,请分别写出以下列物质为电解质时电极反应式及总反应方程式。
KOH溶液:总电池反应方程式:
正极: 负极:
H2SO4溶液:总电池反应方程式:
正极: 负极:
固体氧化物(能传递O2-):
总电池反应方程式:
正极: 负极:
【活动4】:如图所示为某熔融盐作为电解质组成的燃料电池,在工作过程中,电解质熔融液的组成、浓度不变
若燃料气体为CO ,熔融盐为Li2CO3和Na2CO3的混合物
总电池反应方程式:
正极: 负极:
若燃料气体为NO2,熔融盐为NaNO3
总电池反应方程式:
正极: 负极:
【小结】电极反应式的书写方法
【体验高考】
1.(江苏卷.2015 .T10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )
A.反应CH4+H2O 3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子
B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O
C.电池工作时,CO32-向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-
2.(江苏卷.2013.T9)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是( )
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大