4.1.2化學(xué)電源 課件高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)原電池第二課時化學(xué)電源導(dǎo)（3min）1.電解飽和食鹽水電極反應(yīng)式？陽極產(chǎn)物？陰極產(chǎn)物？2.電鍍（以銅上鍍銀為例）陰極、陽極、電解質(zhì)材料？3.電解精煉銅陰極、陽極、電解質(zhì)材料？4.電解制備金屬鈉、鋁分別用到的物質(zhì)？5.電化學(xué)腐蝕是原電池原理，析氫腐蝕、吸氧腐蝕電極反應(yīng)式？6.犧牲陽極法原理？被保護金屬作哪一極？外加電流法原理？被保護金屬作哪一極？了解常見的化學(xué)電源，能運用原電池思維模型分析其工作原理，能用電極反應(yīng)表示其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，體會變化與守恒思想。了解化學(xué)電源的發(fā)展史，能列舉常見的化學(xué)電源;能從物質(zhì)變化和能量變化的角度分新型電池的研發(fā)和利用，培養(yǎng)責(zé)任意識和創(chuàng)新精神。學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)（3min）學(xué)（8min）+助（10min）：1.閱讀課本P98-101,討論了解常見化學(xué)電源的種類和基本構(gòu)造。2.堿性鋅錳電池中正極、負(fù)極、電解質(zhì)分別為？試著根據(jù)總反應(yīng)書寫電極反應(yīng)式？3.已知銀鋅紐扣電池的總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O====Zn(OH)2＋2Ag。嘗試寫出反應(yīng)正極和負(fù)極反應(yīng)式。（展示）4.寫出鉛酸蓄電池放電時的電極反應(yīng)式，分析放電過程中，鉛酸蓄電池的正負(fù)極質(zhì)量的變化及電解質(zhì)溶液的PH變化？5.以氫氧燃料電池為例，寫出正負(fù)極反應(yīng)物（電解質(zhì)溶液分別為KOH、H2SO4時）的電極反應(yīng)式。一次電池一次電池是放電后不可充電的電池電解質(zhì)溶液制成不流動膠狀也叫干電池普通鋅錳干電池堿性鋅錳干電池鋅銀電池—紐扣電池二、化學(xué)電源的分類展（8min）+評（12min）正極：不斷被還原負(fù)極：逐漸消耗電解質(zhì)溶液電池電壓逐漸降低，最后失效鋅錳干電池構(gòu)造原理普通（酸性）鋅錳干電池一次電池負(fù)極：Zn—2e—===Zn2+氫氧化氧錳正極：2MnO2+2NH4++2e—=2MnOOH+2NH3↑總反應(yīng)：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+2MnOOH優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。缺點：易發(fā)生自放電而導(dǎo)致存放時間短，

放電后電壓下降快速容易漏液（鋅外殼變薄）結(jié)構(gòu)：石墨棒作正極，鋅筒作負(fù)極電解質(zhì)溶液（氯化銨和氯化鋅混合

液）用淀粉糊固定化二、化學(xué)電源的分類展（8min）+評（12min）堿性鋅錳干電池濕的氫氧化鉀NH4Cl糊狀電解液負(fù)極：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正極：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)一次電池負(fù)極：Zn，正極：MnO2，電解質(zhì)：KOH溶液0+4+2+3容量高，能大電流連續(xù)放電。還具有優(yōu)良的低溫性能、儲存性能和防漏性能。二、化學(xué)電源的分類展（8min）+評（12min）銀鋅紐扣電池銀鋅電池的負(fù)極是Zn，正極是Ag2O，電解質(zhì)是KOH，負(fù)極：Zn＋2OH－－2e－====Zn(OH)2；正極：Ag2O＋H2O＋2e－====Ag＋2OH－；這種電池比能量大、電壓穩(wěn)定，儲存時間長，適宜小電流連續(xù)放電，常制成紐扣式電池，廣泛用于電子手表、照相機、計算器和其他微型電子儀器。總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O====Zn(OH)2＋2Ag。根據(jù)方程式分析：正負(fù)極材料、電解質(zhì)溶液及書寫電極方程式。展（8min）+評（12min）

二次電池又稱可充電電池或蓄電池，放電時所進行的氧化還原反應(yīng)，在充電時又逆向進行，使電池恢復(fù)到放電前的狀態(tài)。汽車用鉛酸蓄電池鎳氫電池二次電池二、化學(xué)電源的分類二次電池結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池由兩組柵狀電極板交替排列而成，正極板上覆蓋有PbO2,負(fù)極板上覆蓋有Pb，電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液。總反應(yīng)放電時（原電池角度）充電時（電解池角度）特點常作汽車電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便充電

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放電負(fù)極：Pb+SO42-－2e-==PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O鉛酸蓄電池陰極（接負(fù)極）PbSO4+2e-=Pb+SO42-還原反應(yīng)

陽極（接正極）PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-氧化反應(yīng)二、化學(xué)電源的分類二次電池的充放電規(guī)律(1)充電時電極的連接：充電的目的是使電池恢復(fù)其供電能力，因此負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相連以獲得電子，可簡記為負(fù)接負(fù)后作陰極，正接正后作陽極。(2)工作時的電極反應(yīng)式：同一電極上的電極反應(yīng)式，在充電與放電時，形式上恰好是相反的；同一電極周圍的溶液，充電與放電時pH的變化趨勢也恰好相反。展（8min）+評（12min）資料卡片——鋰離子電池放電充電Li1－xCoO2+LixCyLiCoO2+Cy負(fù)極反應(yīng)：LixCy－xe－=xLi++Cy正極反應(yīng)：Li1－xCoO2+xe－+xLi+=LiCoO2陽極反應(yīng)：LiCoO2－xe－=xLi++Li1－xCoO2陰極反應(yīng)：Cy+xe－+xLi+=LixCy充電放電放電時Li+由石墨中脫嵌移向正極，嵌入LiCoO2晶體充電時Li+從LiCoO2晶體中脫嵌，由正極回到負(fù)極，嵌入石墨中特點：質(zhì)量輕、體積小、儲存和輸出能量大。展（8min）+評（12min）小結(jié)：一次電池、二次電池電極反應(yīng)書寫的一般模式(1)明確兩極的反應(yīng)物。(2)明確直接產(chǎn)物：根據(jù)負(fù)極氧化、正極還原，明確兩極的直接產(chǎn)物。(3)確定最終產(chǎn)物：根據(jù)介質(zhì)環(huán)境和共存原則，找出參與的介質(zhì)粒子，確定最終產(chǎn)物。(4)配平：根據(jù)電荷守恒、原子守恒配平電極反應(yīng)式。注意：①H＋在堿性環(huán)境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結(jié)合H＋，生成H2O，在中性或堿性環(huán)境結(jié)合H2O，生成OH－；③若已知總反應(yīng)式時，可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。3、燃料電池燃料電池一種連續(xù)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,具有清潔、能量轉(zhuǎn)換率高的特點。展（8min）+評（12min）氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。種類正負(fù)極電解質(zhì)負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)2H2＋O2===2H2O備注燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強的催化活性，起導(dǎo)電作用2H2＋4OH－－4e－===4H2OO2＋4e－＋4H＋==2H2O（還原反應(yīng)）酸性堿性負(fù)極(Pt)：充入H2正極(Pt)：充入O2硫酸氫氧化鉀2H2－4e－==4H＋（氧化反應(yīng)）O2＋2H2O＋4e－===4OH－（還原反應(yīng)）展（8min）+評（12min）燃料電池特點：①連續(xù)地將燃料（充入負(fù)極）和氧化劑（充入正極）的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能。②電極材料本身不參與氧化還原反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。③工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排除。

④能量轉(zhuǎn)化率高(＞80%)，排放廢物少。展（8min）+評（12min）課堂練習(xí)4：以CH3OH為燃料的燃料電池總反應(yīng)和電極反應(yīng)式的書寫1．酸性介質(zhì)：總反應(yīng)：負(fù)極：正極：2．堿性介質(zhì)：總反應(yīng)：負(fù)極：正極：3O2+6H2O+12e-=12OH-2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O2CH3OH+4OH-+3O2=2CO32-+6H2O2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+3O2+12H++12e-=6H2O展（8min）+評（12min）3．熔融Na2CO3介質(zhì)：總反應(yīng)：負(fù)極：正極（充入CO2和O2）：4．熔融氧化物介質(zhì)：總反應(yīng)：負(fù)極：正極：2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O2CH3OH-12e-+6CO32-=8CO2+4H2O3O2+12e-+6CO2=6CO32-2CH3OH-12e-+6O2-=2CO2+4H2O3O2+12e-=12O2-展（8min）+評（12min）燃料電池電極反應(yīng)書寫關(guān)鍵(1)燃料電池的總反應(yīng)相當(dāng)于燃料的燃燒，書寫總反應(yīng)方程式時，要注意產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，電解質(zhì)溶液要寫在總反應(yīng)方程式中。(2)燃料電池正極反應(yīng)本質(zhì)是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即O2＋4e－=2O2－，產(chǎn)生的O2－存在形式與電解質(zhì)溶液的酸堿性和電解質(zhì)的狀態(tài)有著密切的關(guān)系。在酸性溶液中結(jié)合H＋，生成H2O，在中性或堿性溶液結(jié)合H2O，生成OH－；在熔融氧化物中存在O2－，在碳酸鹽熔融下，則和充入的CO2結(jié)合生成CO32-。(3)書寫燃料電池的電極反應(yīng)式，一定要注意電解質(zhì)的酸堿性。堿性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)CO2和H＋；酸性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)OH－。展（8min）+評（12min）01課堂小結(jié)測（4min）1．下列說法中正確的是(

)A．堿性鋅錳電池是二次電池B．鉛蓄