2023學(xué)年完整公開課版化學(xué)電源

4-2化學(xué)電源［學(xué)與問］在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道電池的其它應(yīng)用嗎？電池化學(xué)電池太陽能電池原子能電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的裝置將放射性同位素自然衰變時產(chǎn)生的熱能通過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置用途廣泛的電池用于汽車的鉛蓄電池和燃料電池化學(xué)電池用途廣泛的電池用于“神六”的太陽能電池筆記本電腦專用電池手機專用電池攝像機專用電池各式各樣的紐扣電池教學(xué)目標(biāo)1、了解化學(xué)電池的分類及其定義。2、掌握幾種常見電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。１、化學(xué)電池分類電池一次電池二次電池燃料電池定義例子電池中的反應(yīng)物質(zhì)進行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用．又稱充電電池或蓄電池在放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用．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．電池中的電解質(zhì)溶液制成膠體，不流動，故稱干電池鉛蓄電池、鋅銀蓄電池、鎳鎘電池、鋰離子電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池。如：普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀紐扣電池一、化學(xué)電池小型高性能燃料電池２、化學(xué)電池優(yōu)點（１）能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。（２）可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。（３）易維護，可在各種環(huán)境下工作。３、判斷電池優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)

（１）比能量［符號(A·h/kg)，(A·h/L)］指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少（２）比功率[符號是W/kg，W/L)]指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小（3）電池的儲存時間的長短除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲存時間長的電池，其質(zhì)量好。二、一次電池普通鋅錳電池堿性電池

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1、干電池負極正極電池反應(yīng)：氫氧化氧錳（Zn）：Zn–2e-=Zn2+（MnO2和C）：2NH4Cl+2MnO2+2e-=2MnOOH+2NH3+2Cl-2、堿性鋅-錳干電池負極：正極：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：KOH——Zn——MnO2Zn+2OH--2e-

=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2［思考］該電池的正負極材料和電解質(zhì)。三、二次電池鉛蓄電池放電時總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O負極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O負極：正極：電解質(zhì)：H2SO４溶液——Pb——PbO2[閱讀] P761、了解鉛蓄電池充電時的電極反應(yīng)。2、了解鉛蓄電池優(yōu)缺點。四、燃料電池1、電極反應(yīng)式的書寫：關(guān)鍵要分清溶液的酸堿性！以氫氧燃料電池為例（1）酸性電解質(zhì)：（2）堿性電解質(zhì)負極:2H2-4e-+4OH-=4H2O正極:O2+2H2O+4e-=4OH-負極：2H2-4e-=4H+正極：O2+4H++4e-=2H2O總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O[閱讀]P77了解燃料電池的優(yōu)點2、燃料電池的規(guī)律①燃料在負極上被氧化，助燃劑氧氣在正極被還原②電極材料：一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。③能量轉(zhuǎn)化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。3、燃料電池與前幾種電池的差別：①氧化劑與還原劑在工作時不斷補充；②反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出；燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負極正極中性負極

正極堿性負極正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-固體燃料電池介質(zhì)電池反應(yīng)：

2H2+Ｏ２=2H2O

負極正極負極

正極2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O化學(xué)電池的組成組成負極正極電解質(zhì)電子流向反應(yīng)類型

電極材料電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)能導(dǎo)電的物質(zhì)還原性劑氧化劑酸溶液堿溶液鹽溶液或熔融態(tài)小結(jié)流出電子流入電子氧化反應(yīng)還原反應(yīng)課堂總結(jié)1、僅有一個電極材料參與反應(yīng)的原電池：

負極：M-xe=Mx+

正極：析氫或吸氧或析出不活潑金屬2、兩個電極均參與反應(yīng)的原電池

（如蓄電池，紐扣電池）①電極材料：金屬為負極，金屬化合物為正極．②電子得失均由兩電極本身發(fā)生．③電極反應(yīng)需考慮電解質(zhì)溶液的參與．

3、電極材料本身均不參與反應(yīng)的電池(燃料電池)①兩電極材料均為惰性電極。②負極－可燃性氣體失電子，正極－助燃性氣體得

電子。③電極反應(yīng)考慮電解質(zhì)溶液．1、在含有H2S氣體的空氣中，銀器表面易變黑（生成了Ag2S），原因是銀發(fā)生了（填析氫或吸氧）腐蝕，其電極反應(yīng)式為：負極正極，最終在表面生成Ag2S的離子反應(yīng)方程式為為了除去銀器表面Ag2S，可采用如下方法：在一個鋁制的容器中放入食鹽溶液，將銀器浸入食鹽溶液，使銀器與鋁接觸良好．過一段時間，銀器表面變?yōu)殂y白色，并聞到臭雞蛋的氣味，觀察到有少量白色絮狀沉淀生成，請用電極反應(yīng)式和離子方程式表示上述過程。鞏固練習(xí)Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S?2、熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣為陰極燃氣，制得在65℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：負極反應(yīng)式：2CO+2CO32-=4CO2+4e正極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：O2+4e-+2CO2=2CO32-2CO+O2=2CO23.鋰電池是一代新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應(yīng)為Li+MnO2=LiMnO2,下列說法正確的是（）A、Li是正極，電極反應(yīng)為Li－e-=Li+B、Li是負極，電極反應(yīng)為Li－e-=Li+C、Li是負極，電極反應(yīng)為MnO2+e-=MnO2–D、Li是負極，電極反應(yīng)為Li－2e-=Li2+B4、1991年我國首創(chuàng)以鋁、空氣、海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已經(jīng)研制成功。該燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中氧使鋁不斷氧化產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘就發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20到50倍。運用所學(xué)的化學(xué)知識，推測該新型電池兩極上可能發(fā)生的電極反應(yīng)。負極正極4Al-12e=4Al3+3O2+6H2O+12e=12OH-不活潑金屬或碳Cu5已知：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2利用這一反應(yīng)，試設(shè)計一個原電池，畫出示意圖，標(biāo)明電極材料名稱，電解質(zhì)溶液，然后填空：正極，電極反應(yīng)負極，電極反應(yīng)

2Fe3++2e=2Fe2+Cu-2e=Cu2+6、已知：鉛蓄電池充電完畢后，電池中硫酸的密度為

1，放電完畢后，溶液的密度變?yōu)?/p>

2。又鉛蓄電池充電時的反應(yīng)：2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4法拉第常數(shù)：F=96500C/mol⑴寫出鉛蓄電池使用時所產(chǎn)生的總反應(yīng)式及兩電極上的半反應(yīng)。⑵已知充放電完畢后，溶液的密度是下列兩個數(shù)據(jù)：