高中化學(xué)-第2課時　發(fā)展中的化學(xué)電源教學(xué)課件設(shè)計

高中化學(xué)必修2第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能第二課時發(fā)展中的化學(xué)電源化學(xué)能電能復(fù)習(xí)：原電池原理：

1780年，伽伐尼(Galvani,L.)

青蛙抽搐實驗。理論解釋：生物電觀點

伏打?qū)ι镫娪^點的質(zhì)疑

（Volta,A.1745-1827）

1800年建立伏打電堆模型。伏打電池是實用電池的開端。在伏打之前，人們只能應(yīng)用摩擦發(fā)電機(jī)，運用旋轉(zhuǎn)以發(fā)電，再將電存放在萊頓瓶中，以供使用，這種方式相當(dāng)麻煩，所得的電量也受限制。伏打電堆（電池）的發(fā)明，提供了產(chǎn)生恒定電流的電源——化學(xué)電源，使人們有可能從各個方面研究電流的各種效應(yīng)?；瘜W(xué)發(fā)展的一小步，人類進(jìn)步的一大步！質(zhì)疑是推動科學(xué)進(jìn)步的巨大動力！電池的廣泛應(yīng)用電池多種多樣，其實質(zhì)和原理是都是通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能。

1、干電池

干電池是一種伏打電池,利用某種吸收劑(如木屑或明膠)使內(nèi)含物成為不會外溢的糊狀。常用作手電筒照明、收音機(jī)等的電源。酸性鋅錳干電池是最早進(jìn)入市場的實用電池（1）普通鋅錳干電池（1）鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)特點負(fù)極（鋅筒）：正極（石墨）：總反應(yīng)：電極反應(yīng)：Zn-2e￣=Zn2+2NH4++2e￣=2NH3↑

+H2↑Zn+2NH4+=Zn2+++2NH3↑+H2

↑優(yōu)點：制作簡單、價格便宜。缺點：放電時間短，電壓下降快。鋅筒石墨棒MnO2和C普通鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2

和H2O等P42思考與交流注意：使用完畢要及時從用電器中取出、不可久置、應(yīng)保存在陰涼干燥處．堿性鋅錳電池：電解液由NH4Cl換為KOH．（2）堿性干電池堿性電池是個人音響、照相機(jī)等的首選電源。堿性電池

電解液:中性NH4Cl→堿性KOH（離子導(dǎo)電性更好）負(fù)極：鋅片→鋅粉（反應(yīng)面積成倍增長，使放電電流大幅度提高）優(yōu)點：比能量和儲存時間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電第二節(jié)化學(xué)能與電能（2）堿性鋅錳電池:正極：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)22MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-Zn+2MnO2+H2O＝Zn(OH)2+Mn2O3負(fù)極：（3）紐扣電池（Ag-Zn電池）總反應(yīng)：

Ag2O+Zn=ZnO+2Ag用途：電子手表、液晶顯示的計算器或一個小型的助聽器等2、充電電池1、充電電池：氧化還原反應(yīng)在充電時可以逆向進(jìn)行。2、充電電池又稱二次電池，能夠重復(fù)使用至一定的周期。手機(jī)專用電池攝像機(jī)專用電池筆記本電腦專用電池化學(xué)能放電充電電能用途：目前汽車上使用的電瓶大多仍是鉛蓄電池，它還廣泛用于國防、生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域。鉛蓄電池：最早使用的充電電池。（1）鉛蓄電池特點：鉛蓄電池的電壓穩(wěn)定，使用方便安全可靠，可再次充電使用。第二節(jié)化學(xué)能與電能電極：Pb為負(fù)極,PbO2為正極.電解液:30%的H2SO4溶液電極反應(yīng)式:

負(fù)極：放電時：為原電池Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2OPbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O總電池反應(yīng):正極:第二節(jié)化學(xué)能與電能陰極(Pb)：PbSO4＋2e-

＝Pb＋SO42-充電時：為電解池陽極(PbO2)：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42－

2PbSO4＋2H2O=PbO2＋Pb＋2H2SO4

通電（2）鎳鎘電池特點：體積小，便于攜帶?？芍貜?fù)使用500次以上。壽命比鉛蓄電池長。鎘有致癌作用，有被鎳氫電池取代的趨勢。H2+NiO(OH)2

Ni(OH)2+H2O放電充電鎳鎘電池電極反應(yīng)：（KOH為電解液）用途：廣泛用于收錄機(jī)、無線對講機(jī)、電子閃光燈、電動剃須刀等。2NiO(OH)+2H2O+Cd2Ni(OH)2+Cd(OH)2放電充電（3）鋰離子電池鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。特點：高能電池，電壓高，質(zhì)量輕，貯存時間長等。用途：現(xiàn)已成為筆記本電腦、移動電話、攝像機(jī)、手表、心臟起搏器等低功耗電器的主流。筆記本電腦專用電池總反應(yīng)：Li＋MnO2＝

LiMnO2

電池中含有大量的重金屬如鋅、鉛、鎘、汞、錳等。據(jù)專家測試，一節(jié)紐扣電池能污染60萬升水；一節(jié)一號電池爛在地里，能使一平方米的土地失去利用價值。若將廢舊電池混入生活垃圾一起填埋，滲出的重金屬物質(zhì)就會滲透土壤、污染地下水，進(jìn)而進(jìn)入魚類、農(nóng)作物等，破壞人類的生存環(huán)境，間接威脅到人類的健康，有的還能致癌。所以我們不要亂扔電池，要及時回收。

廢舊電池的回收利用3、燃料電池——高效、環(huán)境友好的化學(xué)電池它的電極材料一般為活性電極，具有很強的催化活性，如鉑電極，活性炭電極等。(例如：CH3OH和O2的燃料電池，CH4和O2的燃料電池)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)換成電能的化學(xué)電池。小型高性能燃料電池

氫氧燃料電池正負(fù)極材料正極：通氧氣（氧化劑）負(fù)極：通氫氣（燃料）電解質(zhì)：H2SO4溶液/NaOH溶液/Na2SO4溶液電極：使用鉑電極或者多孔性碳第二節(jié)化學(xué)能與電能介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+O２=2H2O

酸性負(fù)極正極堿性負(fù)極正極2H2-4e-=4H+

O2+4H++4e-=2H2O2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-氫氧燃料電池在不同電解質(zhì)時的電極反應(yīng)一定要會判斷：酸性有H+(肯定沒OH-）；堿性有OH-(肯定沒H+）KOH溶液H2O2H2Oab練習(xí)：1969年美國“阿波羅11號”登月成功。飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩個電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙逸出，并在電極表面放電。1、a是

極，

b是

極2、外電路電子流向：負(fù)正

a→b資料：1991年，我國首創(chuàng)以鋁－空氣－海水為能源的新型電池，稱之為海洋電池。它是一種無污染、長效、穩(wěn)定可靠的電源。它靠海水中的溶解氧與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電能的。為獲得海水中只含有0.5%的溶解氧，科學(xué)家把正極制成仿魚鰓的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以增大表面積，吸收海水中的微量溶解氧。這些氧在海水電解液作用下與鋁反應(yīng)，源源不斷地產(chǎn)生電能。

總反應(yīng)式：4Al＋3O2十6H2O＝4Al(OH)3↓特點：海洋電池本身不含電解質(zhì)溶液和正極活性物質(zhì)，不放入海洋時，鋁極就不會在空氣中被氧化，可以長期儲存。

練習(xí)：寫出甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液）的總方程式：總反應(yīng)：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O反應(yīng)后溶液的pH如何變化？PH值降低化學(xué)電池

干電池（一