新人教版必修第二冊(cè)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)第3課時(shí)原電池原理應(yīng)用化學(xué)電源（共22張PPT）

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第3課時(shí)原電池原理應(yīng)用化學(xué)電源學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道干電池、充電電池、燃料電池等化學(xué)電池的特點(diǎn)。2.掌握構(gòu)成原電池的要素，了解不同電極材料對(duì)電池性能的影響。3.能正確書寫簡(jiǎn)單的化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。學(xué)習(xí)探究一、原電池原理應(yīng)用1.設(shè)計(jì)原電池（1）依據(jù)已知一個(gè)氧化還原反應(yīng)，要先確定氧化劑、還原劑。一般還原劑為負(fù)極材料，在負(fù)極上被氧化；氧化劑即電解質(zhì)中的陽離子，在正極上被還原。（2）實(shí)例利用Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑設(shè)計(jì)一個(gè)原電池Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑0+1+20失去2×e-得到2×e-Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑還原反應(yīng)：氧化反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：正極材料：Cu、C等比Zn的活動(dòng)性弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘儇?fù)極材料：Zn電解質(zhì)溶液：稀硫酸雙線橋法寫電極反應(yīng)：（1）畫出已知氧化還原反應(yīng)的雙線橋，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。（2）將雙線橋拆分成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)半反應(yīng)。（3）拆分出的氧化反應(yīng)半反應(yīng)為負(fù)極反應(yīng)，還原反應(yīng)半反應(yīng)為正極反應(yīng)。2.水果簡(jiǎn)易電池的制作（1）構(gòu)成水果電池的要素（電流表的指針偏向電子流入的電極）將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表。電極材料水果電流表偏轉(zhuǎn)方向電極名稱鐵片、銅片蘋果鐵片、鎂片蘋果鐵片、碳棒檸檬鐵片、鐵片檸檬銅片、碳棒檸檬偏向銅片偏向鐵片偏向碳棒不偏轉(zhuǎn)幾乎不偏轉(zhuǎn)負(fù)極：鐵；正極：銅負(fù)極：鎂；正極：鐵負(fù)極：鐵；正極：碳棒作電解質(zhì)溶液兩個(gè)活潑性不同的電極閉合回路自發(fā)地氧化還原反應(yīng)較活潑金屬作負(fù)極，不活潑金屬或惰性電極作正極。其他條件相同時(shí)，電極材料活潑性相差越大，電流效果越好。鐵銅偏轉(zhuǎn)角度小鎂銅偏轉(zhuǎn)角度大（2）影響電流效果的因素其他條件相同時(shí)，不同的電解質(zhì)溶液，電流效果不同。蘋果檸檬偏轉(zhuǎn)角度小偏轉(zhuǎn)角度大偏轉(zhuǎn)角度大偏轉(zhuǎn)角度小電極間距2厘米電極間距1厘米其他條件相同時(shí)，電極間距越小，電流效果越好。二、化學(xué)電源1.一次電池（以鋅錳干電池為例）電池放電后不能充電（內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)無法逆向進(jìn)行）。鋅錳干電池正極負(fù)極電解質(zhì)溶液2.二次電池（充電電池）鉛酸電池鎳氫電池鋰離子電池放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。放電充電化學(xué)能電能3.燃料電池反應(yīng)物儲(chǔ)存在電池外部，能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、安全，供電易于調(diào)節(jié)。常用燃料：氫氣、甲烷、乙醇等。常用氧化劑：氧氣。燃料電池電極反應(yīng)式的書寫1.寫出電池總反應(yīng)式燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。2.寫出電池的正負(fù)極反應(yīng)式無論負(fù)極燃料是H2還是含碳燃料，正極一般都是O2發(fā)生還原反應(yīng)，在堿性條件下，正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-，若在酸性條件，則正極反應(yīng)式為O2+4H++4e-===2H2O。3.寫出負(fù)極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式=總反應(yīng)式-正極反應(yīng)式。隨堂演練1.下列有關(guān)原電池的說法正確的是（）。A.理論上，任何氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池B.原電池中，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)C.原電池中，正極材料一定發(fā)生還原反應(yīng)D.原電池中，正極材料必須與電解質(zhì)溶液的某種離子反應(yīng)B2.下列有關(guān)電池的說法正確的是（）。A.鋅錳干電池工作一段時(shí)間后，碳棒變細(xì)B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)化為電能C.充電電池可以無限制地反復(fù)充電、放電D.氫氧燃料電池比氫氣直接燃燒發(fā)電能量利用率高D3.某鋰離子電池的工作原理如圖所示（a極材料為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料，b極材料為FePO4和石墨的復(fù)合材料），其電池反應(yīng)為Li+FePO4===LiFePO4。（1）a為

極，電極反應(yīng)式為：

；b為

極，電極反應(yīng)式：

。（2）電池內(nèi)部Li+由

側(cè)移向

側(cè)（填“左”或“右”）。（3）能否用磷酸溶液作電解質(zhì)

（填“能”或“否”）。負(fù)Li-e-===Li+正FePO4+e-+Li+===LiFePO4

左右否4.如圖，為氫氧燃料電池。當(dāng)電解質(zhì)溶液為硫酸時(shí)，電極反應(yīng)：負(fù)極：

；正極：

；

電池總反應(yīng)：