選修四化學(xué)電源優(yōu)質(zhì)課

化學(xué)電源第二節(jié)高二化學(xué)(huàxué)組謝浩勇第一頁，共27頁。1復(fù)習(xí)(fùxí)2.原電池中正負極的判斷(pànduàn)第二頁，共27頁。2創(chuàng)造電池(diànchí)的故事伏特是意大利帕維亞大學(xué)的研究電學(xué)的物理學(xué)家.有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖學(xué)家的一篇論文,說動物肌肉里貯存著電,可以用金屬接觸肌肉把電引出來.看了這篇論文,伏特非常興奮,便決定親自來做這個實驗.他用許多只活青蛙反復(fù)實驗,終于發(fā)現(xiàn),實際情況并不像加伐尼所說的那樣,而是兩種不同的金屬接觸產(chǎn)生的電流,才使蛙腿的肌肉充電而收縮.為了證明自己的發(fā)現(xiàn)是正確的,伏特決定更深入地了解電的來源。為了紀(jì)念他的奉獻(fèngxiàn),人們把電壓的計量單位叫做伏特,簡稱伏,符號V。第三頁，共27頁。3形形色色(xíngxíngsèsè)的電池

A

CuZn

稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa極b極第四頁，共27頁。4用途(yòngtú)廣泛的電池用于汽車(qìchē)的鉛蓄電池和燃料電池化學(xué)電池第五頁，共27頁。5用途(yòngtú)廣泛的電池用于“神六〞的太陽能電池(diànchí)筆記本電腦專用(zhuānyòng)電池專用電池攝像機專用電池各式各樣的紐扣電池第六頁，共27頁。6化學(xué)電池的分類(fēnlèi)化學(xué)電池一次電池(diànchí)二次電池(diànchí)燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電源，又稱連續(xù)電池。電池中的反響物質(zhì)進行一次氧化復(fù)原反響并放電之后，就不能再次利用。又稱充電電池或蓄電池。放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得再生，恢復(fù)工作能力，可屢次重復(fù)使用。第七頁，共27頁。7閱讀課文P74頁并答復(fù)(dáfù)以下問題：1、化學(xué)電池與其它能源(néngyuán)相比有哪些優(yōu)點？2、判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要(zhǔyào)是什么？能量轉(zhuǎn)換效率高、供能穩(wěn)定可靠、使用方便、易于維護、并可在各種環(huán)境下工作單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，即比能量的大??；輸出功率的大小即比功率的大小以及電池的存儲時間的長短第八頁，共27頁。8普通(pǔtōng)鋅錳干電池

優(yōu)點：制作簡單、價格廉價。缺點：放電(fàngdiàn)時間短、電壓下降快、放電(fàngdiàn)后久置，電解質(zhì)溶液流出腐蝕電器一、一次電池(diànchí)第九頁，共27頁。9Zn+2OH––2e–=Zn(OH)2

2MnO2+2H2O+2e–=2MnOOH+2OH–

總反響(fǎnxiǎng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2堿性電池

堿性(jiǎnxìnɡ)鋅錳電池：(-)Zn│KOH│MnO2(+)氫氧化氧錳負極(fùjí):正極:第十頁，共27頁。10優(yōu)缺點簡析缺點(quēdiǎn)：多數(shù)(duōshù)只能一次使用，不能充電；價格較貴優(yōu)點(yōudiǎn)：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電其它一次電池鋅銀電池、鋰電池第十一頁，共27頁。11鋅銀電池(diànchí)—紐扣電池(diànchí)(-)Zn│KOH│Ag2O(+)總反響(fǎnxiǎng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2AgZn+2OH--2e-=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-負極(fùjí)(Zn)：正極(Ag2O)：第十二頁，共27頁。12鋰電池鋰電池是新一代高能電池，目前已研究成功多種鋰電池，其中用廉價的r-MnO2作正極活性材料(cáiliào)，電解質(zhì)溶液是LiClO4溶于碳酸丙烯和二甲基氧乙烷的混合有機溶劑中，濃度為1mol/L，電池反響為：負極(fùjí)的反響：Li-e-=Li+正極(zhèngjí)的反響：Li++MnO2+e-=LiMnO2電池總反響：Li+MnO2=LiMnO2第十三頁，共27頁。13鉛蓄電池二、二次電池(diànchí)第十四頁，共27頁。14總反響：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)負極(fùjí)〔Pb〕Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正極〔PbO2〕PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)鉛蓄電池放電(fàngdiàn)的電極反響：

(-)Pb│H2SO4│PbO2(+)

思考：1、放電過程中溶液(róngyè)的Ph如何變化？2、放電過程中兩個電極板質(zhì)量如何變化？第十五頁，共27頁。15陰極(yīnjí)PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)陽極PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)總反響：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)鉛蓄電池充電(chōngdiàn)的反響：接電源負極(fùjí)接電源正極鉛蓄電池的充放電過程：2PbSO4(s)+2H2O(l)

放電充電Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)第十六頁，共27頁。16優(yōu)缺點簡析缺點(quēdiǎn)：比能量低、笨重、廢棄(fèiqì)電池污染環(huán)境優(yōu)點(yōudiǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、平安可靠、價格低廉其它二次電池鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……第十七頁，共27頁。17小結(jié)：書寫(shūxiě)電極方程式本卷須知1．電極反響是一種離子反響，遵循書寫離子反響的所有規(guī)那么〔如“拆〞、“平〞〕；2．將兩極反響的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反響，總反響減去一極反響即得到另一極反響；3．負極失電子所得氧化(yǎnghuà)產(chǎn)物和正極得電子所得復(fù)原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)。如：Zn2+在堿性環(huán)境中以Zn(OH)2形式存在。第十八頁，共27頁。18鎘鎳電池(diànchí)Cd+2NiO(OH)+2H2O

2Ni(OH)2+Cd(OH)2放電充電鎘鎳電池(diànchí)總反響：Cd+2OH--2e-==Cd(OH)2

2NiO(OH)+2H2O+2e-==2Ni(OH)2+2OH-負極(fùjí)：正極：第十九頁，共27頁。19典例分析(fēnxī)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應(yīng)用．鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反響式為：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)═Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)，以下說法(shuōfǎ)錯誤的選項是〔〕A．電池工作時，鋅失去電子B．電池正極的電極反響式為：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-═2MnOOH+2OH-(aq)C．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D．外電路中每通過0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5gC第二十頁，共27頁。20分析(fēnxī)：A、根據(jù)總反響可知Zn被氧化，為原電池的負極，故A正確；

B、根據(jù)電池總反響式為：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)═Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)，可知反響中Zn被氧化，為原電池的負極，負極反響為Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2，MnO2為原電池的正極，發(fā)生復(fù)原反響，正極反響為

2MnO2(s)+H2O(1)+2e-═2MnOOH(s)+2OH-(aq)，故B正確；

C、原電池中，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，故C錯誤；

D、負極反響為Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2，外電路中每通過0.2mol電子，消耗的Zn的物質(zhì)(wùzhì)的量為0.1mol，質(zhì)量

為0.1mol×65g/mol=6.5g，故D正確．

應(yīng)選C．第二十一頁，共27頁。21課堂(kètáng)回憶化學(xué)(huàxué)電源一次電池(diànchí)二次電池(diànchí)燃料電池(diànchí)總反響：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2負極：Zn+2OH––2e–=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e–=2MnOOH+2OH–總反響：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)負極：Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正極：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(