人教版選修4 第4章第2節(jié) 化學(xué)電源 課件（32張）.pptx

第四章電化學(xué)基礎(chǔ) 第二節(jié)化學(xué)電源 1 知道化學(xué)電源的分類方法 2 熟悉幾種常見化學(xué)電源的組成和工作原理 3 了解化學(xué)電源廣泛的應(yīng)用及廢舊電池對環(huán)境的危害 設(shè)想其處理方法 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 內(nèi)容索引 一化學(xué)電池 二常見的化學(xué)電池 當(dāng)堂檢測 一化學(xué)電池 1 原電池的設(shè)計(jì)與判斷 1 依據(jù)fe h2so4 feso4 h2 設(shè)計(jì)原電池 可選用作負(fù)極 作正極 用導(dǎo)線連接后 置于電解質(zhì)溶液中 2 若電極材料選銅和石墨 電解質(zhì)溶液選硫酸鐵溶液 外加導(dǎo)線 也能構(gòu)成原電池 其電極反應(yīng)式 負(fù)極為 正極為 3 若 2 題中電極材料選銅和鐵 則電極反應(yīng)式 負(fù)極為 正極為 其電池總反應(yīng)的離子方程式為 以上三種電池并不能提供穩(wěn)定的電流 為了能提供穩(wěn)定的電流 人們根據(jù)原電池的原理 設(shè)計(jì)了多種多樣的化學(xué)電池 答案 導(dǎo)學(xué)探究 fe 2fe3 3fe2 鐵片 銅片 或 石墨 稀硫酸 cu 2e cu2 2fe3 2e 2fe2 fe 2e fe2 2fe3 2e 2fe2 答案 2 化學(xué)電池是將的裝置 其種類很多 常分為以下三類 請你舉出生活中常見的電池 并將其分類填入下表 不斷充入燃料 氧化劑 放完電以后不能再使用充電 放電可循環(huán)進(jìn)行 化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 化學(xué)電池是一類應(yīng)用范圍廣 實(shí)用性強(qiáng)的電源 分為一次電池 二次電池 充電電池 燃料電池 連續(xù)電池 使用后的廢棄電池中含有汞 鎘 鉻 鉛等大量的重金屬和酸堿等有害物質(zhì) 隨處丟棄會給土壤 水源等造成嚴(yán)重的污染 廢棄電池要進(jìn)行回收利用 歸納總結(jié) 1 下列說法錯(cuò)誤的是 a 依據(jù)原電池的原理設(shè)計(jì)出了化學(xué)電源b 原電池是化學(xué)電源的雛形c 判斷電池的正負(fù)極只需看其正負(fù)極材料的活潑性d 氧化還原反應(yīng)所釋放的化學(xué)能 是化學(xué)電源的能量來源解析判斷電池的正負(fù)極不僅與電極材料有關(guān) 還與電解質(zhì)溶液有關(guān) 活學(xué)活用 1 2 c 解析答案 1 2 返回 2 下列說法中錯(cuò)誤的是 a 化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置b 化學(xué)電池的種類包括一次電池 二次電池和燃料電池等c 化學(xué)電池供能穩(wěn)定可靠 使用方便 易于維護(hù)d 廢舊電池可以隨意丟棄 d 答案 二常見的化學(xué)電池 1 一次電池 1 堿性鋅錳電池是一種常用的一次電池 其負(fù)極是 正極是 電解質(zhì)溶液是溶液 已知該電池總反應(yīng)式 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 則 負(fù)極反應(yīng)式 正極反應(yīng)式 2 鋅銀電池具有比能量大 電壓穩(wěn)定 儲存時(shí)間長等特點(diǎn) 試根據(jù)總反應(yīng)式zn ag2o h2o zn oh 2 2ag判斷 負(fù)極是 電極反應(yīng)式為 正極是ag2o 電極反應(yīng)式是 答案 導(dǎo)學(xué)探究 ag2o h2o 2e 2ag 2oh zn mno2 koh zn 2oh 2e zn oh 2 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh zn 2oh 2e zn oh 2 zn 相關(guān)視頻 答案 2 二次電池鉛蓄電池是常見的二次電池 其負(fù)極是 正極是 電解質(zhì)溶液是 已知鉛蓄電池的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)表示如下 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 2h2o l 1 請你分析并寫出鉛蓄電池放電時(shí)的電極反應(yīng)式負(fù)極 正極 2 放電過程中 電解質(zhì)溶液的ph變 理由是 c h 減小 ph增大 pb pbo2 硫酸溶液 大 h2so4不斷被消耗 使 相關(guān)視頻 3 燃料電池 1 氫氧燃料電池用pt作電極 不斷充入燃料 h2 和氧化劑 o2 分別在兩極發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 電池總反應(yīng)式是 氫氧燃料電池在不同介質(zhì)中的電極反應(yīng) o2 2h2o 4e 4oh 2h2 o2 2h2o 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 2h2 4e 4h o2 2h2o 4e 4oh 2h2 4e 4oh 4h2o 答案 答案 2 燃料電池的燃料除氫氣外 還有 等液體或氣體 若用導(dǎo)線相連的兩個(gè)鉑電極插入koh溶液中 然后向兩極分別通入甲醇 ch3oh 和氧氣 發(fā)生原電池反應(yīng) 在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的是 其最終產(chǎn)物是 負(fù)極反應(yīng)式是 正極反應(yīng)式是 總反應(yīng)式是 3o2 6h2o 12e 12oh 烴 肼 甲醇 氨 煤氣 ch3oh 2ch3oh 12e 相關(guān)視頻 1 常見化學(xué)電池的比較 1 一次電池 活潑金屬作負(fù)極 參與電極反應(yīng) 放電完成后 不能再使用 2 二次電池 兩電極都參與電極反應(yīng) 可充電 放電 循環(huán)使用 3 燃料電池 兩電極都不參與電極反應(yīng) 不斷充入的物質(zhì)分別在兩極發(fā)生反應(yīng) 可連續(xù)使用 歸納總結(jié) 2 書寫化學(xué)電池中電極反應(yīng)式注意的問題 1 正確判斷出化學(xué)電池的負(fù)極和正極 確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng) 2 確認(rèn)電極得失電子后的產(chǎn)物是否能與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng) 若能反應(yīng) 則應(yīng)寫與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式 3 在正極上 若是電解質(zhì)溶液中的某種離子被還原 無論該離子是強(qiáng)電解質(zhì)提供的 還是弱電解質(zhì)提供的 一律寫離子符號 4 書寫二次電池的電極反應(yīng)式時(shí) 要注意判斷充電方向與放電方向 放電時(shí)的電極反應(yīng)式倒過來即為充電時(shí)的電極反應(yīng)式 注意電子的得失 活學(xué)活用 3 4 解析答案 3 堿性電池具有容量大 放電電流大的特點(diǎn) 因而得到廣泛應(yīng)用 堿性鋅錳電池以氫氧化鉀溶液為電解液 電池總反應(yīng)式為zn s 2mno2 s 2h2o l zn oh 2 s 2mnooh s 下列說法中錯(cuò)誤的是 a 電池工作時(shí) 鋅失去電子b 電池正極的電極反應(yīng)式為2mno2 s 2h2o l 2e 2mnooh s 2oh aq c 電池工作時(shí) 電子由正極通過外電路流向負(fù)極d 外電路中每通過0 2mol電子 鋅的質(zhì)量減少6 5g解析本題要求利用原電池原理分析堿性鋅錳電池 鋅為負(fù)極 在反應(yīng)中失去電子 電池工作時(shí) 電流由正極通過外電路流向負(fù)極 而電子移動(dòng)方向與電流方向相反 故c錯(cuò)誤 由電子守恒知d項(xiàng)正確 由該電池反應(yīng)的總反應(yīng)式和原電池原理寫出正極反應(yīng)式知b正確 5 c 4 鉛蓄電池的兩極分別為pb pbo2 電解質(zhì)溶液為h2so4 工作時(shí)的電池反應(yīng)為pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 下列結(jié)論正確的是 a pb為正極被氧化b 溶液的ph不斷減小c 只向pbo2處移動(dòng)d 電解質(zhì)溶液的密度不斷減小解析由題給電極反應(yīng)可以看出h2so4不斷被消耗 故ph不斷增大 h2so4濃度減小 溶液密度減小 所以b錯(cuò) d對 由pb元素化合價(jià)的變化 可以看出pb是負(fù)極 所以a不正確 原電池工作時(shí) 整個(gè)電路中負(fù)電荷的流向是一致的 外電路中 電子由pb極流向pbo2極 內(nèi)電路中 負(fù)電荷 和oh 移向pb極 所以c不正確 3 4 5 解析答案 d 3 4 5 5 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d 通甲烷極的電極反應(yīng)式是ch4 10oh 8e 7h2o 解析答案 3 4 5 解析原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) 正極發(fā)生還原反應(yīng) 由總反應(yīng)式知 此燃料電池的電極反應(yīng)式是正極 2o2 4h2o 8e 8oh 負(fù)極 ch4 10oh 8e 7h2o由此可見a b d正確 錯(cuò)誤的為c 答案c 返回 學(xué)習(xí)小結(jié) 當(dāng)堂檢測 1 2 4 3 解析答案 1 下列電池工作時(shí) o2在正極放電的是 b 5 解析a項(xiàng) 鋅錳電池 zn是負(fù)極 mno2為正極 所以正極放電的物質(zhì)是二氧化錳 b項(xiàng) 氫燃料電池中 通入氫氣的一極為電源的負(fù)極 發(fā)生氧化反應(yīng) 通入氧氣的一極為原電池的正極 c項(xiàng) 鉛蓄電池負(fù)極為pb 正極為pbo2放電 d項(xiàng) 鎳鎘電池負(fù)極為cd 正極為nio oh 放電 解析答案 2 微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用 有一種鋅銀電池 其電極分別是ag2o和zn 電解質(zhì)為koh 電極反應(yīng)為zn 2oh 2e zn oh 2 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 根據(jù)上述反應(yīng)式 判斷下列敘述中正確的是 a 在使用過程中 電池負(fù)極區(qū)溶液的ph增大b 在使用過程中 電子由ag2o極經(jīng)外電路流向zn極c zn電極發(fā)生還原反應(yīng) ag2o電極發(fā)生氧化反應(yīng)d zn是負(fù)極 ag2o是正極解析根據(jù)原電池原理 負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng) 正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng) 可以判斷該原電池中zn為負(fù)極 ag2o為正極 根據(jù)電極反應(yīng)可以得知負(fù)極區(qū)溶液的ph減小 故a c錯(cuò)誤 電子是從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極 故b錯(cuò)誤 d 1 2 4 3 5 1 2 4 3 解析答案 5 3 高鐵電池是一種新型可充電電池 與普通高能電池相比 該電池長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓 高鐵電池的總反應(yīng)為3zn 2k2feo4 8h2o3zn oh 2 2fe oh 3 4koh 下列敘述不正確的是 a 放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為zn 2e 2oh zn oh 2b 充電時(shí)陽極反應(yīng)為fe oh 3 3e 5oh 4h2oc 放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子 正極有1molk2feo4被氧化d 放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)解析根據(jù)題給總反應(yīng)式 高鐵電池放電時(shí)必定是鋅為負(fù)極失去電子 被氧化 高鐵酸鉀在正極得到電子 被還原 充電時(shí) 陽極上氫氧化鐵被氧化成高鐵酸鉀 放電時(shí)正極附近生成oh 堿性增強(qiáng) c 解析答案 1 2 4 3 5 4 2013年3月我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系 下列敘述錯(cuò)誤的是 a a為電池的正極b 電池充電反應(yīng)為limn2o4 li1 xmn2o4 xlic 放電時(shí) a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化d 放電時(shí) 溶液中l(wèi)i 從b向a遷移 1 2 4 3 5 解析圖示所給出的是原電池裝置 a項(xiàng) 由圖示分析 金屬鋰易失電子 由原電池原理可知 含有鋰的一端為原電池的負(fù)極 即b為負(fù)極 a為正極 故正確 b項(xiàng) 電池充電時(shí)為電解池 反應(yīng)式為原電池反應(yīng)的逆反應(yīng) 故正確 c項(xiàng) 放電時(shí) a極為原電池的正極 發(fā)生還原反應(yīng)的是mn元素 鋰元素的化合價(jià)沒有變化 故不正確 d項(xiàng) 放電時(shí)為原電池 鋰離子為陽離子 應(yīng)向正極 a極 遷移 故正確 答案c 5 原電池是化學(xué)對人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn) 1 如圖是甲烷燃料電池原理示意圖 回答下列問題 電池的負(fù)極是 填 a 或 b 電極 該極的電極反應(yīng)式為 電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的ph 填 增大 減小 或 不變 解析ch4在反應(yīng)時(shí)失去電子 故a電極是電池的負(fù)極 由于電池工作過程中會消耗oh 故一段時(shí)間后 電解質(zhì)溶液的ph會減小 1 2 4 3 5 解析答案 a ch4 10oh 8e 7h2o 減小 2 熔融鹽燃料電池具有很高的發(fā)電效率 因而受到重視 可用li2co