《高中化学 第四章 第二节节 化学电源教学及教学设计 选修4.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第四章 第二节节 化学电源教学及教学设计 选修4.ppt（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化学电源 电池的分类 化学电源的分类 原电池知识复习 几种电池介绍 实践活动 科学视野 课堂小结 作业布置 化学电源 典例精析 研究性学习 组成原电池的条件 有两种活动性不同的金属 或一种是非金属导体 作电极电极材料均插入电解质溶液中两极相连形成闭合电路一个自发进行的氧化还原反应 正负极的判断 通过日常生活和学习 你知道哪些电池 它们都是化学电池吗 它们在哪些方面得到应用 电池 化学电池 太阳能电池 原子能电池 将化学能转换成电能的装置 将太阳能转换成电能的装置 将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器转变为电能的装置 电池的分类 化学电池的分类 化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池
2、 也叫干电池 也叫充电电池或蓄电池 一 一次电池介绍 一次电池 普通锌锰干电池 碱性锌锰电池 锌银电池 锂电池 普通锌锰干电池 普通锌 锰干电池的电极方程式 负极 锌筒 Zn 2e Zn2 正极 石墨 2MnO2 2NH4 2e Mn2O3 2NH3 H2O总反应 Zn 2MnO2 2NH4 Zn2 Mn2O3 2NH3 H2O也可以 负极 锌筒 Zn 2e Zn2 正极 石墨 2NH4 2e 2NH3 H2总反应 Zn 2NH4 Zn2 2NH3 H2 随着用电器朝着小型化 多功能化发展的要求 对电池的发展也提出了小型化 多功能化发展的要求 体积小 性能好的碱性锌 锰电池应运而生 这类电池的
3、重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性 负极也由锌片改为锌粉 反应面积成倍增长 使放电电流大幅度提高 锌粉和KOH的混合物 MnO 2 金属外壳 碱性锌锰电池 负极 Zn 2OH 2e Zn OH 2 正极 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 总反应 Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2 锌银电池 负极 Zn 2OH 2e ZnO H2O正极 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 总反应 Zn Ag2O ZnO 2Ag 这种电池比能量大 电压稳定 储存时间长 适宜小电流连续放电 常制成纽扣式电池 广泛用于电子手表 照相机 计算器和其他微型电子仪
4、器 锂电池 锂电池以金属锂作负极 石墨作正极 电解质溶液由四氯化铝锂 LiAlCl4 溶解在亚硫酰氯 SOCl2 中组成 负极 8Li 8e 8Li 正极 3SOCl2 8e SO32 2S 6Cl 总反应 8Li 3SOCl2 6Li Li2SO3 2S 锂是密度最小的金属 用锂作为电池的负极 跟用相同质量的其他金属作负极相比较 使用寿命大大延长 锂电池的比能量高电压高 工作温度宽 由于锂电池性能优异 广泛应用于军事和空间领域 民用领域以微小功率为主 例如用作电脑 手表 照相机 心脏起搏器等的电源 锂电池的特点及用途 二 二次电池介绍 二次电池 铅蓄电池 镉镍电池 氢镍电池 锌银电池 锂离子
5、电池 聚合物锂离子电池 铅蓄电池 负极 Pb Pb s SO42 aq 2e PbSO4 s 正极 PbO2 PbO2 s 4H aq SO42 aq 2e PbSO4 s 2H2O l 总反应 Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 铅蓄电池放电的电极反应 阴极PbSO4 s 2e Pb s SO42 aq 阳极PbSO4 s 2H2O l 2e PbO2 s 4H aq SO42 aq 总反应 2PbSO4 s 2H2O l Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 铅蓄电池充电的反应 可以把上述反应写成一个可逆反应方程式 Pb s PbO2 s 2H
6、2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 放电 充电 还原反应 氧化反应 镉镍电池与氢镍电池 镉镍电池总反应 氢镍电池总反应 课后思考 根据上面所给的总方程式 你能写出各极发生的反应方程式吗 新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂 氧化剂物质全部贮藏在电池内 而是在工作时 不断从外界输入 同时将电极反应产物不断排出电池 2H2 4e 4H O2 2H2O 4e 4OH 2H2 4e 4H O2 4H 4e 2H2O 2H2 4OH 4e 4H2O O2 2H2O 4e 4OH 氢氧燃料电池 2H2 4e 4H O2 4H 4e 2H2O 2H2 4e 2O2 2H2O O2 4e 2O2 固
7、体燃料电池 风力发电地热发电生活垃圾发电核电潮汛发电 发电 请考虑 化学电池有污染 这个问题如何解决 开发新能源 化学电池与新能源 典例讲解 航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能 轻便和不污染环境等优点 氢氧燃料电池有酸式和碱式两种 它们放电时的电池总反应方程式都可表示为 2H2 O2 2H2O 酸式氢氧燃料电池的电解质是酸 其负极反应可表示2H2 4e 4H 则其正极反应表示为 碱式氢氧燃料电池的电解质是碱 其正极反应表示为O2 2H2O 4e 4OH 则其负极反应可表示为 O2 4H 4e 2H2O 2H2 4OH 4e 4H2O 蓄电池在放电时是起原电池作用 充电时是起电解池作用 爱迪生
8、电池分别在充电和放电时发生的反应为 根据爱迪生蓄电池的原理作出的下列判断中错误的是 放电时 Fe为负极 NiO2为正极 充电时阳极上的电极反应为 Ni OH 2 2e 2OH NiO2 2H2O 放电时 电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 蓄电池的电极必须浸在某种酸性溶液中 蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中A 和 B 只有 C 和 D 和 典例讲解 A 下图为氢氧燃料电池原理示意图 按照此图的提示 下列叙述正确的是A a电极是负极B b电极的电极反应为 4OH 4e 2H2O 2 C 电池工作时 电子由正极通过外电路流向负极D 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 典例讲解 AD 据报道
9、 最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池 电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍 可连续使用一个月才充一次电 其电池反应为 2CH3OH 3O2 4OH 2CO32 6H2O 则下列说法错误的是 放电时CH3OH参与反应的电极为正极 充电时电解质溶液的pH逐渐增大 放电时负极的电极反应为 CH3OH 6e 8OH CO32 6H2O 充电时每生成1molCH3OH转移6mol电子 A 典例讲解 下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统 左右两侧为电解质储罐 中央为电池 电解质通过泵不断在储罐和电池间循环 电池中的左右两侧为电极 中间为离子选择性膜 在电池放电和充
10、电时该膜可允许钠离子通过 放电前 被膜隔开的电解质为Na2S2 右罐 和NaBr3 左罐 放电后 分别变为Na2S4和NaBr 下列说法正确的是 A 电池充电时 阳极电极反应式为 3Br 2e Br3 B 电池放电时 负极电极反应式为 2S22 2e S42 C 电池放电时 电池的总反应方程式为 Na2S4 3NaBr 2Na2S2 NaBr3D 在充电过程中Na 通过膜的流向为从左到右 AD 如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的结构示意图 甲醇在催化剂作用下提供质子 H 和电子 电子经外电路 质子经内电路到达另一极与氧气反应 电池总反应式为 2CH3OH 3O2 2CO2
11、 4H2O 下列说法中正确的是A 右边的电极为电池的负极 b处通入的是空气B 左边的电极为电池的负极 a处通入的是甲醇C 电池负极的反应式为 CH3OH H2O 6e CO2 6H D 电池的正极反应式为 O2 2H2O 4e 4OH BC 将洁净的铁片和其它金属片A B C D分别放在浸有NaCl溶液的滤纸上并压紧 如图所示 在每次实验时 记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下 请回答下列问题 在第 组组成的原电池中 一段时间后 铁片上出现了红褐色物质 请用电极反应方程式和化学反应方程式表示其产生红褐色物质的过程 负极 2Fe 4e 2Fe2 正极 O2 4e 2H2O 4OH 2Fe
12、O2 2H2O 2Fe OH 24Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 A B C D四种金属的金属性强弱顺序 金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜 C A D B 若滤纸改用NaOH溶液浸润 则在滤纸上能看到有蓝色物质析出的是 填字母 金属 其对应的原电池的电极反应式为 负极正极 B 2Cu 4e 2Cu2 O2 4e 2H2O 4OH B 熔融盐燃料电池具有高的发电效率 因而受到重视 可用Li2CO3和NaLi2CO3的熔融盐混合物作电解质 CO为燃气 空气与CO2的混合气为助燃气 制得在650 下工作的燃料电池 下列说法正确的是 A 正极反应式 O2 2H2O 4e 4OH B
13、 负极反应式 CO CO32 2e 2CO2C 燃料电池工作时CO32 离子向正极迁移D 燃料电池的总反应为2CO O2 2CO2 典例讲解 BD 光合作用有二氧化碳与水合成葡萄糖 同时放出氧气 写出化学方程式 6CO2 g 6H2O l C6H12O6 g O2 g 光 叶绿体 设想将写成的反应式倒过来 可设计成一个原电池 产生电流 这样 我们通过正逆反应 就从太阳能产生了电能 写出这种原电池的电极反应 该电池的电动势为1 24V 设有一长满绿藻的正方形游泳池 边长10m 在平均光照度下每1 2面积上可按上述原电池产生1mA电流 求该游泳池产生的总电力 负极 C6H12O6 6H2O 24e 6CO2 24H 正极 O2 4H 4e 2H2O 1 24 1 102 104 1 24Kw 化学电池的创新设想 电池与健康 电池与环保 电池前景 电池世界 电池资料参考 电池书店 电池展会 电池资讯 电池论坛 中国电池网 友情链接 中国电池工业协会 中国环保商务网 中国工业电池网 中国环保电池网 中国镍氢电池网 手机电池网 调查市场上各种电池的用途及价格 绿色行动 回收废电池活动 环保宣传 废电池的危害及国家法规 生活中常见电池中的化学原理研究 废旧电池处理 如何变废为宝的研究 生活中电池应用问题调查 自己动手设计电池 科普知识 新型电池的研究及发展 实践活动 供参考
