【高中必修二微课】化学能与电能——灭霸的响指

教育   教育培训   2025-01-19 09:30   浙江  


复仇者联盟第一次以一种无奈的失败收场,幸存的超级英雄无助地望着远方,期盼着奇迹的发生...悲剧源于灭霸的一个响指。






灭霸为了维持宇宙平衡,集齐了无限手套上的六颗能量宝石,一个响指就可以随机消灭宇宙中的一半的生命。

这是因为,宝石中储存着震慑宇宙的能量。






那么人类如何才能把体外更多的能量储存起来带在身上呢?


科学家发明制造了化学电池


化学电池品种繁多,按照其使用性质可分为三类:干电池、蓄电池和燃料电池。






最早使用的化学电池是锌锰干电池,它属于一次电池,用过后不能充电;


蓄电池又称二次电池,也叫充电电池,如最早使用的充电电池——铅蓄电池,目前广泛应用于汽车电瓶,常见的充电电池还有:对讲机、剃须刀内的镍镉电池;笔记本、手机内的锂离子电池等。


燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它与干电池或蓄电池的主要差别在于,反应物不储存在电池内部,而是由外设装备提供燃料和氧化剂。现今对于燃料电池的研究,主要集中在电动汽车领域。






最早的化学电池是根据原电池原理制成的。


将锌片和铜片用导线连接,并在中间接入电流表,插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象。我们发现电流表指针发生偏转,锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡产生。


电流表指针偏转说明该装置中产生了电流、释放了电能,这里的电能是由锌与稀硫酸发生的氧化还原反应所释放的化学能转化而来的,像这样可以将化学能直接转化为电能的装置称为原电池。


氧化还原反应是原电池的反应本质。


分析锌铜原电池中的氧化还原反应不难看出Zn失去电子,发生了氧化反应,变成Zn2+;H+得电子,发生还原反应,变成H2逸出。


我们之所以看到原电池中锌片溶解,是因为锌单质变成了锌离子进入了溶液中;那么氢气为什么没有直接在锌片上逸出呢?






这是因为锌失去的电子会沿着锌片经由外电路,也就是导线,流向铜片,此时铜片上就有大量的电子富集,进而溶液中的H+就会到铜片上获得电子,因此我们会看到,铜片表面产生气泡。


在原电池中,我们把有电子流出的一极叫负极,在这里,就是锌极把有电子流入的一极叫正极,也就是这里的铜极


注意,阴阳离子只能在电解质溶液中移动,电子也只在金属片和导线中迁移。它们各自坚守着自己的领地,离子不上岸,电子不下水。


至于原电池中的电流方向,则与电子流向相反






距离产生美~一般氧化还原反应的电子转移,是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而原电池设计的妙处就在于,它使还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂,将氧化反应和还原反应,分开在两个不同的区域进行,从而为用电器供电。






同学们,如果让你制作一个原电池,你会如何设计呢?



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