高中化學(xué) 4.2 化學(xué)電源課件 新人教版選修4.ppt

第二節(jié)化學(xué)電源 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 1 化學(xué)電池 1 定義 是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置 化學(xué)電池的主要部分是電解質(zhì)溶液和浸在溶液中的正極和負(fù)極 使用時(shí)將兩極用導(dǎo)線接通 就有電流產(chǎn)生 因而獲得電能 3 電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn) 單位質(zhì)量或單位體積所輸出的電能的大小 比能量 或者輸出的功率的大小 比功率 電池儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 2 一次電池 1 堿性鋅錳電池 干電池 堿性鋅錳電池 干電池是用鋅筒外殼作負(fù)極 正極是mno2 電解質(zhì)是氫氧化鉀 2 銀鋅電池 紐扣電池 正極ag2o 負(fù)極鋅 電解質(zhì)溶液為koh溶液 電池總反應(yīng) ag2o zn h2o 2ag zn oh 2 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 4 氫氧燃料電池 1 構(gòu)造 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 2 工作原理 3 燃料 除h2外 烴 肼 甲醇 氨 煤氣等液體或氣體 氧化劑 除純氧氣外 空氣中的氧氣也可 4 燃料電池的優(yōu)點(diǎn) 能量轉(zhuǎn)換率高 污染小 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 深度思考判斷下列描述的正誤 正確的畫 錯(cuò)誤的畫 1 化學(xué)電源是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 2 干電池中碳棒為正極 3 鉛蓄電池屬于二次電池 4 氫氧燃料電池工作時(shí) 發(fā)出淡藍(lán)色火焰 5 廢舊電池應(yīng)集中回收 并填埋處理 6 二次電池的性能一定比一次電池優(yōu)良 7 二次電池放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生 因此廢棄的二次電池對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染 8 手機(jī)上使用的電池應(yīng)該是二次電池 而錄音機(jī)上只能用一次電池 9 普通鋅錳電池以及蓄電池都是一次電池 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 10 鉛蓄電池放電時(shí) 電解液的密度增大 11 鉛蓄電池在放電過(guò)程中 負(fù)極質(zhì)量減小 正極質(zhì)量增加 12 鉛蓄電池充電時(shí) 負(fù)極與電源的正極相接 正極與電源的負(fù)極相接 13 氫氧燃料電池的電極方程式書寫 與電解質(zhì)溶液的酸堿性無(wú)關(guān) 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 一 二次電池1 一次電池與二次電池的不同點(diǎn)一次電池的活性物質(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)使用 如鉛蓄電池等 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 當(dāng)溶液的密度增加至1 28g cm 3時(shí) 應(yīng)停止充電 鉛蓄電池充電或放電的總化學(xué)方程式為 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 通過(guò)鉛蓄電池放電和充電時(shí)電極反應(yīng)式的書寫 你發(fā)現(xiàn)放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)與充電時(shí)陰極電極反應(yīng)有什么關(guān)系 放電時(shí)正極反應(yīng)與充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)有什么關(guān)系 答案 鉛蓄電池充電時(shí)陰極反應(yīng)是放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)的逆過(guò)程 充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)是放電時(shí)正極反應(yīng)的逆過(guò)程 注 只是逆過(guò)程 整個(gè)反應(yīng)并非可逆反應(yīng) 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 1 市場(chǎng)上經(jīng)常見(jiàn)到的標(biāo)記為li ion的電池稱為 鋰離子電池 它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料 碳作為金屬鋰的載體 電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)li 的高分子材料 這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為 li 2li0 35nio22li0 85nio2 下列說(shuō)法不正確的是 a 放電時(shí) 負(fù)極的電極反應(yīng) li e li b 充電時(shí) li0 85nio2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)c 該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)溶液d 放電過(guò)程中l(wèi)i 向負(fù)極移動(dòng)解析 在負(fù)極上li從零價(jià)升至正價(jià)失去電子 a項(xiàng)正確 充電時(shí) 反應(yīng)物只有一種 既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng) b項(xiàng)正確 由于li可以與水反應(yīng) 故電解質(zhì)應(yīng)為非水材料 c項(xiàng)正確 原電池中陽(yáng)離子應(yīng)遷移至正極 故d項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 d 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 2 正在研究的鋅電池可能取代目前廣泛使用的鉛蓄電池 它具有容量大等優(yōu)點(diǎn) 其電池反應(yīng)為2zn o2 2zno 其原料為鋅 電解質(zhì)溶液和空氣 則下列敘述正確的是 a 鋅為正極 空氣進(jìn)入負(fù)極反應(yīng)b 負(fù)極反應(yīng)為zn 2e zn2 c 正極發(fā)生氧化反應(yīng)d 電解質(zhì)溶液是強(qiáng)酸溶液解析 由電池反應(yīng)知 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)為zn 2e zn2 由此可知a c兩項(xiàng)錯(cuò)誤 b項(xiàng)正確 由于負(fù)極是較活潑的金屬鋅且產(chǎn)物為zno 故電解質(zhì)溶液肯定不是強(qiáng)酸 否則無(wú)論電池工作與否 鋅極很快就會(huì)被腐蝕 且酸性溶液中不會(huì)有zno生成 故d項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 b 遷移應(yīng)用 典題例解 思考探究 一 二 知識(shí)精要 二 燃料電池的工作原理1 工作原理 1 電極 所用電極一般為惰性電極 負(fù)極 h2 烴 甲醇 肼均可作燃料 失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 正極 空氣或o2作氧化劑得到電子 電子沿導(dǎo)線連續(xù)不斷地把燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 2 電解質(zhì) 所用電解質(zhì)為酸 或堿 熔融氧化物 或熔融鹽 等 遷移應(yīng)用 典題例解 思考探究 一 二 知識(shí)精要 2 應(yīng)用實(shí)例 1 氫氧燃料電池 堿性電解質(zhì)溶液中的電極反應(yīng) 負(fù)極 2h2 4e 4oh 4h2o 正極 o2 4e 2h2o 4oh 酸性電解質(zhì)溶液中的電極反應(yīng) 負(fù)極 2h2 4e 4h 正極 o2 4h 4e 2h2o 遷移應(yīng)用 典題例解 思考探究 一 二 知識(shí)精要 2 甲烷燃料電池 用導(dǎo)線連接的兩個(gè)鉑電極插入電解質(zhì)溶液中 然后向兩極分別通入ch4和o2 該電池的電極反應(yīng)式 堿性電解質(zhì)溶液中的電極反應(yīng) 正極 2o2 4h2o 8e 8oh 酸性電解質(zhì)溶液中的電極反應(yīng) 負(fù)極 ch4 2h2o 8e co2 8h 正極 2o2 8h 8e 4h2o 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 1 氫氧燃料電池的能量利用率是100 產(chǎn)物為水 不污染環(huán)境 正確嗎 答案 不正確 氫氧燃料電池中產(chǎn)物為水 不污染環(huán)境 但能量利用率達(dá)不到100 2 如果用稀硫酸作電解質(zhì)溶液 氫氧燃料電池在放電后溶液的ph將發(fā)生怎樣的變化 答案 反應(yīng)過(guò)程中電解質(zhì)不被消耗 但氫氣和氧氣反應(yīng)生成水 使溶液變稀 ph增大 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 例2 下圖為氫氧燃料電池原理示意圖 按照此圖的提示 下列敘述不正確的是 a a電極是負(fù)極b b電極的電極反應(yīng)為4oh 4e 2h2o o2 c 氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源d 氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置解析 分析氫氧燃料電池原理示意圖 可知a極為負(fù)極 其電極反應(yīng)為2h2 4e 4h b極為正極 其電極反應(yīng)為o2 2h2o 4e 4oh 電池總反應(yīng)為2h2 o2 2h2o h2為還原劑 o2為氧化劑 h2 o2不需全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi) 故答案為b 答案 b 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 1 用兩根鉑絲作電極插入koh溶液中 再分別向兩極通入甲烷氣體和氧氣 可形成原電池 燃料電池 該電池放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為ch4 2koh 2o2 k2co3 3h2o 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 a 通甲烷的一極為負(fù)極 通氧氣的一極為正極b 放電時(shí) 通入o2一極附近溶液的ph升高c 放電一段時(shí)間后 koh的物質(zhì)的量不發(fā)生變化 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 2 固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋 westinghouse 公司研制開(kāi)發(fā)的 它以固體氧化鋯 氧化釔為電解質(zhì) 這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子 o2 在其間通過(guò) 該電池的工作原理如圖所示 其中多孔電極a b均不參與電極反應(yīng) 下列判斷正確的是 a 有o2放電的a極為電池的負(fù)極b 有h2放電的b極為電池的正極c a極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)為o2 2h2o 4e 4oh d 該電池的總反應(yīng)方程式為2h2 o22h2o 遷移應(yīng)用 典題例解 一 二 思考探究 知識(shí)精要 思悟升華 方法歸納 案例探究 思悟升華 方法歸納 案例探究 解析 答案 c 思悟升華 方法歸納 案例探究 1 一般電極反應(yīng)式的書寫 思悟升華 方法歸納 案例探究 2 復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫復(fù)雜電極反應(yīng)式 總反應(yīng)式 較