1、 1 / 10预习课程原电池原电池化学之美说 说 电 池普 通 干 电 池 手 机 电 池 纽 扣 电 池电 脑 电 池 相 机 电 池 “神 六 ”专 用 太 阳 能 电 池1.上 述 装 置 从 能 量 角 度 看 有 什 么 共 同 特 点 ？2.这 些 装 置 中 发 生 的 化 学 反 应 是 什 么 类 型 的 反 应 呢? 为 什 么 ？原电池定义： 将化学能转变为电能的装置 叫原电池。化学电池的本质： 氧化还原反应。2 / 10预习课程原电池课堂探究 原 电 池 Zn +2H+ = Zn 2+ +H2 这 是 一 个 氧 化 还 原 反 应 可 否 设 计 实 验 证 明 它
2、的 化 学 能 转 化 成 了 电 能 ，请 简 单 画 出 装置 图当 电 解 质 溶 液 为 H2SO4 溶 液 时 ： Zn 电 极 是 _极 ， 其 电 极 反 应 为 _ ， 该 反 应 是 _反 应 ；Cu 电 极 是 _极 ， 其 电 极 反 应 为 _,该 反 应 _反 应 . Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+,这 是 一 个 氧 化 还 原 反 应 可 否 设 计 实 验 证 明 它 的 化 学 能 转 化 成 了 电 能 ，请 简 单 画 出 装 置图3 / 10预习课程原电池开 始 一 段 时 间 后当 电 解 质 溶 液 为 CuSO4 溶 液 时 ： Zn
3、电 极 是 _极 ， 其 电 极 反 应 为 _ 该 反 应 是 _反 应 ； Cu电 极 是 _极 ， 其 电 极 反 应 为 _ 该 反 应 _反 应 . 分 析 下 列 几 个 装 置 图 ， 判 断 能 构 成 原 电 池 的 是总 结 ：构成原电池的条件：（1）要有两种活动性不同的金属（或者一种金属和石墨）作电极；（2）两极相连形成闭合电路。（3）电极材料均插入电解质溶液中。（4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。电极判断方法:较活泼的一极通常作负极，失电子，发生氧化反应；较不活泼的金属或石墨电极作正极。4 / 10预习课程原电池基础演练【例 1】 下列关于原电池的叙述正确的是A.构
4、成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B.原电池是将化学能转变为电能的装置C.原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原D.原电池工作时，电流的方向是从负极到正极【例 2】 锌铜原电池产生电流时，阳离子A.移向 Zn 极，阴离子移向 Cu 极B.移向 Cu 极，阴离子移向 Zn 极C.和阴离子都移向 Zn 极D.和阴离子都移向 Cu 极【例 3】 如图所示装置的叙述中，正确的A.铜是阳极，铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少C.铜离子在铜片表面被还原 D.电流从锌片经导线流向铜片【例 4】 某原电池的总反应的离子方程式为：2Fe 3+Fe = 3Fe2+，不能实现该反应的原电池组成是A.正极
5、为铜，负极为铁，电解质溶液为 FeCl3 溶液B.正极为碳，负极为铁，电解质溶液为 Fe(NO3)3 溶液C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为 Fe2(SO4)3 溶液D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为 CuSO4 溶液课堂探究 电极反应方程式书写（1）负极失电子，发生氧化反应（一般是负极本身失电子）（2）正极得电子，发生还原反应（一般是溶液中阳离子在正极上得电子，但也可能是 O2 在正极上得电子，或正极本身得电子）（3）总反应式 = 正极反应式 + 负极反应式如：5 / 10预习课程原电池正极(C)：Cu 2+ + 2e - = Cu（还原反应）负极(Zn) ：Zn2e - = Zn2+
6、（氧化反应）总反应： Zn+Cu2+=Zn2+Cu正极(Cu)：2Ag +2e-=2Ag负极(Zn) ：Fe-2e -=Fe2+总反应：Fe+2Ag +=Fe2+2Ag基础演练【 例 5】 判 断 下 列 原 电 池 的 正 负 极 ？ 并 写 出 正 负 极 电 极 方 程 式6 / 10预习课程原电池【 例 6】 把 a、 b、 c、 d 四 块 金 属 片 浸 泡 在 稀 硫 酸 中 ， 用 导 线 两 两 相 连 可 以 组 成 各 种 原 电 池.。 若 a、 b 相 连 时 ， a 为 负极 ； c、 d 相 连 时 c 为 负 极 ； a、 c 相 连 时 c 为 正 极 ； b
7、、 d 相 连 时 b 为 正 极 。 .则 这 四 种 金 属 活 动 性 顺 序 (由 大 到 小 )为 A. a b c d B. a c d b C. c a b d D. b d c a【 例 7】 下 图 各 容 器 中 盛 有 海 水 ， 铁 在 其 中 被 腐 蚀 时 由 快 到 慢 的 顺 序 是A 4 2 1 3 B 2 1 3 4 C 4 2 3 1 D 3 2 4 1【 例 8】 为 研 究 金 属 腐 蚀 的 条 件 和 速 率 ， 某 课 外 小 组 学 生 用 金 属 丝 将 三 根 大 小 相 同 的 铁 钉 分 别 固 定 在 如 下 图 所示 的 三 个 装
8、 置 中 ， 再 放 置 于 玻 璃 钟 罩 里 保 存 相 同 的 一 段 时 间 ， 下 列 对 实 验 结 束时 现 象 的 描 述 不 正 确 的 是A装置 a 的左侧液面一定会下降 B左侧液面装置 a 比装置 b 的低C装置 b 中的铁钉腐蚀最严重 D装置 C 中的铁钉几乎没被腐蚀【 例 9】 某 原 电 池 的 总 反 应 方 程 式 是 ： Zn+Cu2+ =Zn 2+Cu 该 原 电 池 组 成 是电解质溶液 正极 负极A CuCl2 溶液 Zn MgB CuCl2 溶液 Cu ZnC ZnCl2 溶液 Zn CuD ZnCl2 溶液 Cu Zn7 / 10预习课程原电池【 例
9、 10】 按 下 图 装 置 实 验 ， 若 x 轴 表 示 流 出 负 极 的 电 子 的 物 质 的 量 ， 则 y 轴 应 表 示c(Ag ) c (NO ) a 棒的质量 b 棒的质量 溶液的质量 3A B C D 【 例 11】 原 电 池 的 电 极 名 称 不 仅 与 电 极 材 料 的 性 质 有 关 ， 也 与 电 解 质 溶 液 有 关 。 下 列 说 法 中 不 正 确 的 是A由 Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为 Al3e =Al3B由 Mg、Al 、NaOH 溶液组成原电池，其负极反应式为 Al3e 4OH =AlO 2H 2O 2C由 Fe、Cu 、Fe
10、Cl 3 溶液组成原电池，其负极反应式为 Cu2e =Cu2D由 Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为 Cu2e =Cu2【 例 12】 锌 铜 原 电 池 (如 图 )工 作 时 ， 下 列 叙 述 正 确 的 是A正极反应为 Zn2e =Zn2B电池反应为 ZnCu 2 =Zn2 CuC在外电路中，电流从负极流向正极D盐桥中的 K 移向 ZnSO4 溶液8 / 10预习课程原电池知识导图原电池与化学电源原电池化学电源原理装置特点形成条件电极反应两级分别发生氧化 、 还原反应 ， 产生电流化学能转化为电能电解质溶液两个活泼性不同的电极形成闭合回路自发的进行氧化还原反应正负极判断电极反
11、应方程式及电池总反应方程式判断电池优劣的标准分类一次电池二次电池燃料电池普通锌锰电池 、 碱性锌锰电池 、 银锌电池 、 锂电池铅蓄电池 、 镍镉电池 、 氢镍电池 、 银锌电池 、 锂离子电池 、 聚合物锂离子电池 。氢氧燃料电池 、 甲醇燃料电池 、 甲烷燃料电池电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 ， 或者输出功率的大小及电池储存时间的长短 。课后练习练习 1. 关于右图装置的叙述，正确的是A铜是负极，铜片上有气泡产生B铜片质量逐渐减少C电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片表面被还原后生成 H2练习 2. 如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极 X、Y，外电路中电子流向如图
12、所示，关于该装置的下列说法正确的是A外电路的电流方向为 X外电路YB若两电极分别为 Fe 和碳棒，则 X 为碳棒，Y 为 FeCX 极上发生的是还原反应，Y 极上发生的是氧化反应D若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为 XY9 / 10预习课程原电池练习 3. 如图所示装置中，可观察到电流表指针偏转，M 棒变粗，N 棒变细，由此判断下表中所列M、N、P 物质，其中可以成立的是M N PA 锌 铜 稀硫酸溶液B 铜 锌 稀盐酸C 银 锌 硝酸银溶液D 锌 铁 硝酸铁溶液练习 4. 现有如下两个反应：(A)NaOHHCl= =NaClH 2O(B)Cu2Ag =2AgCu 2(1)根据两反应本质，
13、判断能否设计成原电池_ 。(2)如果不能，说明其原因_。(3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“ 氧化反应”或“还原反应”)：负极：_，_，_；正极：_，_，_；若 导 线 上 转 移 电 子 1 mol， 则 正 极 质 量 增 加 _g， 电 解 质 溶 液 ： _。化学趣闻太阳能电池发展历史术语“光生伏特（Photovoltaics） ”来源于希腊语，意思是光、伏特和电气的，来源于意大利物理学家亚历山德罗 伏特的名字，在亚历山德罗 伏特以后“伏特” 便作为电压的单位使用。以太阳能发展的历史来说，光照射到材料上所引起的“光起电力” 行为，早在 19 世纪的时候就已经发
14、现了。1839 年，光生伏特效应第一次由法国物理学家 A.E.Becquerel 发现。1849 年术语“ 光伏”才出现在英语中。1883 年第一块太阳电池由 Charles Fritts 制备成功。Charles 用锗半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结，器件只有 1%的效率。10 / 10预习课程原电池到了 1930 年代，照相机的曝光计广泛地使用光起电力行为原理。1946 年 Russell Ohl 申请了现代太阳电池的制造专利。到了 1950 年代，随着半导体物性的逐渐了解，以及加工技术的进步，1954 年当美国的贝尔实验室在用半导体做实验发现在硅中掺入一定量的杂质后对光更加敏感
15、这一现象后，第一个太阳能电池在 1954 年诞生在贝尔实验室。太阳电池技术的时代终于到来。1958 年代开始，美国发射的人造卫星就已经利用太阳能电池作为能量的来源。1970 年代能源危机时，让世界各国察觉到能源开发的重要性。1973 年发生了石油危机，人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上。在美国、日本和以色列等国家，已经大量使用太阳能装置，更朝商业化的目标前进。在这些国家中，美国于 1983 年在加州建立世界上最大的太阳能电厂，它的发电量可以高达 16 百万瓦特。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和非洲南部的其他国家也设立专案，鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。而推行太阳能发
16、电最积极的国家首推日本。 1994 年日本实施补助奖励办法，推广每户 3,000 瓦特的“市电并联型太阳光电能系统 ”。在第一年，政府补助 49%的经费，以后的补助再逐年递减。 “市电并联型太阳光电能系统”是在日照充足的时候，由太阳能电池提供电能给自家的负载用，若有多余的电力则另行储存。当发电量不足或者不发电的时候，所需要的电力再由电力公司提供。 到了 1996 年，日本有 2,600 户装置太阳能发电系统，装设总容量已经有 8 百万瓦特。一年后，已经有 9,400 户装置，装设的总容量也达到了 32 百万瓦特。随着环保意识的高涨和政府补助金的制度，预估日本住家用太阳能电池的需求量，也会急速增加。在中国，太阳能发电产业亦得到政府的大力鼓励和资助。 2009 年 3 月，财政部宣布拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。
