專題2第三單元第2課時發(fā)展中的化學電源課件

1、第2課時發(fā)展中的化學電源 專題2第三單元化學能與電能的轉化 知識條目必考要求加試要求 常見化學電源bc 能力要求 1.知道干電池、充電電池、燃料電池等發(fā)展中的化學電源的特 點。2.認識提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新 型電池的重要性。3.能正確書寫簡單化學電源的電極反應式。 內(nèi)容索引 新知導學 新知探究點點落實 達標檢測 當堂檢測鞏固反饋 新知導學 (1)結構：鋅錳干電池是以鋅筒為 極，石墨棒為 極，在石墨棒周圍 填充糊狀的MnO2和NH4Cl作 。 1.鋅錳干電池鋅錳干電池 負 一、常見的化學電源 正 電解質 (2)原理：鋅錳電池是 電池，放電之后 充電，內(nèi)部的氧化還 原反應是

2、的。負極發(fā)生的電極反應為 ，正極發(fā)生的 電極反應為2MnO2 2e=Mn2O32NH3H2O。 (3)缺陷：鋅錳干電池電量小，而且在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液， 會導致電器設備的 。 改進措施：在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成 電池；將電池 內(nèi)的電解質NH4Cl換成濕的KOH，并在構造上進行改進，制成 性鋅錳 電池。 一次性 不可逆 Zn2e=Zn2 不能 腐蝕 防漏 堿 相關視頻 2.充電電池充電電池 (1)充電電池又稱 電池。充電電池在放電時所進行的 反應， 在充電時又可以 進行， 物重新轉化為 物，使充電、放電 可在一定時期內(nèi)循環(huán)進行。充電電池中能量的轉化關系是_ _。 二次氧化還原

3、逆向生成反應 電能 (2)常見的充電電池 鉛蓄電池 常作汽車電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便安全。 負極材料是 ，正極材料是 ，電解 質溶液是 。 鎳鎘電池 以 為負極， 為正極，以 為電解質，壽命比鉛蓄電池 ， 但鎘是致癌物質，廢棄鎳鎘電池如不回收，會嚴重污染環(huán)境。 堿金屬中的 是最輕的金屬，活動性 ，是制造電池的理想物質。 電池是新一代可充電的綠色電池。 Pb PbO2 硫酸溶液 CdNiO(OH)KOH長 Li極強 鋰離子 相關視頻 3.燃料電池燃料電池 (1)燃料電池是通過 與 分別在兩 個電極上發(fā)生 反應，將 能直接 轉化為 能的裝置。 (2)燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用 率 、能量

4、轉化率 。與干電池或者蓄電 池的主要差別在于反應物不是儲存在電池_ 部，而是由外設裝備提供 和 等。 燃料氣體氧氣 氧化還原化學 燃料氧化劑 高 電 高 內(nèi) (3)以30%的KOH溶液為電解質溶液的氫氧燃料電池的電極反應如下： 負極： (氧化反應)； 正極： (還原反應)； 總反應： 。 2H24OH4e=4H2O O22H2O4e=4OH 2H2O2=2H2O 相關視頻 化學電池的基本類型化學電池的基本類型 (1)活潑金屬作負極，被腐蝕或消耗，發(fā)生氧化反應，如鋅錳干電池。 (2)兩電極都參加反應，如鉛蓄電池。 (3)兩電極均為惰性電極，電極本身不發(fā)生反應，而是由引入到兩極上 的物質發(fā)生反應，

5、如燃料電池。 歸納總結歸納總結 1.下列電池工作時，O2在正極得電子的是 答案 活學活用活學活用 ABCD 鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鎳鎘電池 2.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，其放電時的原電池反應如下：PbO2Pb 2H2SO4=2PbSO42H2O，根據(jù)此反應判斷，下列敘述中正確的是 A.Pb是正極 B.PbO2得電子，被氧化 C.負極反應是Pb 2e=PbSO4 D.電池放電時，溶液的酸性增強 答案解析 解析解析從鉛蓄電池的放電反應可以看出：放電過程中Pb失去電子變?yōu)?Pb2，發(fā)生氧化反應，因而Pb是負極；PbO2得到電子發(fā)生還原反應，被 還原；反應過程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性減

6、弱。 1.負極反應式的書寫負極反應式的書寫 先判斷負極材料，然后再分析其反應特點，并注意電解質溶液的成分對 電極產(chǎn)物的影響。 (1)鋅錳干電池(ZnCNH4Cl)的負極是 ，其負極反應特點是_ ，負極反應式是_ 。 (2)鉛蓄電池(PbPbO2H2SO4)的負極是 ，其負極反應特點是_ ，負極反應式是 。 Zn 鋅本身失 二、原電池電極反應式的書寫方法 去電子生成Zn2，Zn2與電解質溶液成分不反應 Zn2e =Zn2 PbPb失去 電子生成Pb2，Pb2與電解質溶液中的 反應生成PbSO4 Pb2e =PbSO4 (3)氫氧燃料電池(PtPtKOH)的負極是 ，其負極反應特點是_ _ ，負極

7、反應式是 。 2.正極反應式的書寫正極反應式的書寫 (1)首先判斷在正極發(fā)生反應的物質 當負極材料與電解質溶液能自發(fā)地發(fā)生化學反應時，在正極上發(fā)生 電極反應的物質是 ； 當負極材料與電解質溶液不能自發(fā)地發(fā)生化學反應時，在正極上發(fā) 生電極反應的物質是。 PtPt為 惰性電極，燃料氫氣失去電子生成H，H與電解質溶液中的OH反 應生成H2OH22e2OH=2H2O 電解質溶液中的某種微粒 溶解在電解質溶液中的O2 (2)然后再根據(jù)具體情況寫出正極反應式，在書寫時也要考慮正極反應產(chǎn) 物是否與 反應的問題，若參與反應要書寫疊加式。 (3)甲烷燃料電池用鉑作電極插入KOH溶液中，其正極反應式是_ _；銅鋅

8、原電池(ZnCuH2SO4)的正極反應式 是。 電解質溶液 O2 2H2O4e=4OH 2H2e=H2 書寫原電池電極反應式時注意的問題書寫原電池電極反應式時注意的問題 (1)正確判斷原電池的負極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應。 (2)確認電極得失電子后的產(chǎn)物是否與電解質溶液發(fā)生反應，若能反應， 則應寫與電解質溶液反應后的電極反應式。 (3)在正極上，若是電解質溶液中的某種離子被還原，提供該離子的電 解質無論電離難易如何，一律寫離子符號(而在原電池反應中，要遵循 離子方程式的書寫規(guī)則，只有易溶的強電解質用離子符號表示)。 歸納總結歸納總結 3.鋰電池是一代新型高能電池，它以質量輕、能量高

9、而受到了普遍重視，目 前已研制成功多種鋰電池。某種鋰電池的總反應式為LiMnO2=LiMnO2， 下列說法正確的是 A.Li是正極，電極反應為Lie=Li B.Li是負極，電極反應為Lie=Li C.MnO2是負極，電極反應為MnO2e= D.Li是負極，電極反應為Li2e=Li2 答案解析 活學活用活學活用 解析解析由總反應 可知，Li元素在反應后化合價升高(01)， Mn元素在反應后化合價降低(43)。Li被氧化，在電池中作負極， 電極反應為Lie=Li，MnO2在正極上反應，電極反應為MnO2e = 4.燃料電池是目前電池研究的熱點之一?，F(xiàn)有某課外小組自制的氫氧燃料 電池，如圖所示，a、

10、b均為惰性電極。下列敘述不正確的是 A.a極是負極，該電極上發(fā)生氧化反應 B.b極反應是O24OH4e=2H2O C.總反應的化學方程式為2H2O2=2H2O D.氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源 答案解析思維啟迪 解析解析a極通H2為負極，電極反應式為2H24OH4e=4H2O，發(fā) 生氧化反應，A正確； b極通O2為正極，電極反應式為O22H2O4e=4OH，B不正確； 正、負極電極反應式相加得總反應為2H2O2=2H2O，C正確； 氫氧燃料電池的能量高，且產(chǎn)物為水，對環(huán)境無污染，故是具有應用前 景的綠色電源，D正確。 思維啟迪 思維啟迪思維啟迪從理論上講，凡是可燃物的燃燒反應都可以

11、設計成原電池， 所以燃料電池的燃料除H2外，還可以用CH4、甲醇(CH3OH)和乙醇 (C2H5OH)、肼(N2H4)等，燃料電池的正極反應物一般為氧氣。電解質不 同，電極反應就不同，如 氫氧燃料電池以強堿溶液為電解質，其放電原理為 負極(H2)反應式：2H24e4OH=4H2O(氧化反應) 正極(O2)反應式：O22H2O4e=4OH(還原反應) 電池總反應式：2H2O2=2H2O 氫氧燃料電池以酸性溶液為電解質，其放電原理為 負極(H2)反應式：2H24e=4H(氧化反應) 正極(O2)反應式：O24H4e=2H2O(還原反應) 電池總反應式：2H2O2=2H2O CH4、CH3OH、 C

12、2H5OH燃料電池 酸性電池 堿性電池 產(chǎn)物是CO2、H2O 產(chǎn)物是CO3 、H2O 2 N2H4燃料電池 產(chǎn)物是N2和H2O。 學習小結 達標檢測 1.隨著人們生活質量的不斷提高，廢電池必須進行集中處理的問題被提 到議事日程，其首要原因是 A.利用電池外殼的金屬材料 B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染 C.防止電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品 D.回收其中的石墨電極 解析解析回收電池的主要目的是防止對環(huán)境的污染。 12345 答案解析 2.鎂H2O2酸性燃料電池采用海水作電解質(加入一定量的酸)，下列說 法正確的是 A.電池總反應為MgH2O2=Mg(OH)2 B.正極發(fā)生

13、的電極反應為H2O22H2e=2H2O C.工作時，正極周圍海水的pH減小 D.電池工作時，溶液中的H向負極移動 12345 答案解析 解析解析電極反應式為 負極：Mg2e=Mg2 正極：H2O22H2e=2H2O 總反應式MgH2O22H=Mg22H2O 根據(jù)電極反應式，H移向正極，在正極上參與反應，pH應增大。 12345 3.已知空氣鋅電池的電極反應為 鋅片：Zn2OH2e=ZnOH2O； 碳棒：O22H2O4e=4OH。據(jù)此判斷，鋅片是 A.正極，被還原 B.正極，被氧化 C.負極，被還原 D.負極，被氧化 12345 答案 4.茫茫黑夜中，航標燈為航海員指明了方向，航標燈的電源必須長效、 穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、PtFe合金網(wǎng)為電極材料的海 水電池。在這種電池中 鋁合金是負極海水是電解液 鋁合金電極發(fā)生還原反應 A. B. C. D. 12345 答案 5.有人設計以鉑和鋅為電極材料，植入人體做某種心臟病人的心臟起搏 器的能源，它依靠人體血液中一