《2018-2019学年高中化学2.2.2发展中的化学电源课件新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中化学2.2.2发展中的化学电源课件新人教版（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 第二节 化学能与电能,第2课时 发展中的化学电源,1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,分层训练,基础知识导学,答案,1.锌锰干电池 (1)结构：锌锰干电池是以锌筒为 极， 石墨棒为 极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作 。 (2)原理：锌锰电池是 电池，放电之后 充电，内部的氧化还原反应是 的。负极发生的电极反应为_，正极发生的电极反应为2MnO22NH 2e=Mn2O32NH3
2、H2O。,负,正,电解质,一次性,不能,不可逆,Zn2e=Zn2,答案,(3)缺陷与改进：锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的 。改进措施：在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成 电池；将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成 性锌锰电池。,腐蚀,防漏,碱,相关视频,2.充电电池,答案,(1)充电电池又称 电池。充电电池在放电时所进行的 反应，在充电时又 进行， 重新转化为 ，使充电、放电可在一定时间内循环进行。充电电池中能量的转化关系是 。 (2)常见的充电电池 铅蓄电池 负极是 ，正极是 ，电解质溶液是 ，常作汽车电瓶，电压稳定，使用方
3、便安全。,二次,氧化还原,逆向,生成物,反应物,Pb,PbO2,硫酸溶液,相关视频,答案,镍镉电池 以 为负极， 为正极，以 为电解质，寿命比铅蓄电池 ，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重 环境。 碱金属中的 是最轻的金属，活泼性 ，是制造电池的理想物质。 电池是新一代可充电的绿色电池。,Cd,NiO(OH),KOH,污染,长,Li,极强,锂离子,3.燃料电池,答案,(1)燃料电池是通过 与 分别在两个电极上发生 反应，将 能直接转化为 能的装置。 (2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率 、能量转化率 。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物 ，而是由外设装备提供 和 等。 (
4、3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下： 负极：_ (氧化反应)； 正极： (还原反应)； 总反应： 。,燃料,氧化剂,氧化还原,化学,电,高,高,不是储存在电池内部,燃料,氧化剂,2H24OH4e=4H2O,O22H2O4e=4OH,2H2O2=2H2O,议一议 判断正误，正确的打“”，错误的打“” (1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细( ) (2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能( ) (3)氢氧燃料电池工作时氢气在负极上被氧化( ) (4)太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅( ),答案,返回,一、原电池电极反应式的书写,重点难点探究,例1 锂电池是一代新
5、型高能电池，它以质量轻、能量高而受到普遍重视，目前已成功研制多种锂电池。某种锂电池的总反应为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是( ) A.Li是正极，电极反应为Lie=Li B.Li是负极，电极反应为Lie=Li C.MnO2是负极，电极反应为MnO2e=MnO D.Li是负极，电极反应为Li2e=Li2,解析答案,解析 根据原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再结合总反应可知，Li失去电子生成Li被氧化，为负极；MnO2得到电子被还原，为正极。 答案 B,1.电极反应方程式的书写方法 (1)负极反应式的书写 活泼金属作负极(电极材料本身反应) 生成的阳离子与电解质溶液不反
6、应时：Mne=Mn。 若生成的阳离子与电解质溶液反应，应将“金属失电子的反应式”与“阳离子和电解质溶液反应的反应式”叠加写出。 燃料电池(电极材料本身不反应) H2O2(H2SO4)燃料电池负极反应式： H22e=2H。 H2O2(KOH)燃料电池负极反应式： H22e2OH=2H2OH22e=2H；2H2OH=2H2O。,归纳总结,(2)正极反应式的书写 首先判断在正极反应的物质 当负极材料与电解质溶液能反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解液中的某种粒子。 当负极材料与电解质溶液不反应时，在正极上发生电极反应的是溶解在电解液中的O2。 燃料电池中正极反应的物质是作氧化剂的物质。 根据具体
7、情况书写正极反应式(也要考虑是否与电解液反应) H2O2(H2SO4)的正极反应式：O24e4H=2H2O。 H2O2(KOH)的正极反应式：O24e2H2O=4OH。,2.书写原电池电极反应式时注意的问题 (1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。 (2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。 (3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号(而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有易溶的强电解质用离子符号表示)。,变式训练1 可用于电动汽车的铝空气
8、燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( ) A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应都为O22H2O4e =4OH B.以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al3OH3e=Al(OH)3 C.以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持 不变 D.电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极,解析答案,解析 当电解质溶液显碱性或中性时，该燃料电池的正极发生的反应均为O22H2O4e=4OH，A项是正确的；,电池工作时，电子从负极流出来经过外电路流向正极，D项是错误的。 答案 A,二、燃料电池
9、 例2 燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是( ) A.负极反应式：O22H2O4e=4OH B.负极反应式：CH48OH8e=CO26H2O C.随着放电的进行，溶液的氢氧根浓度不变 D.放电时溶液中的阴离子向负极移动,解析答案,答案 D,常见的燃料电池 常见的燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池等。燃料电池的正极反应物一般为氧气。电解质不同，电极反应就不同，如氢氧燃料电池以强碱溶液为电解质，其放电原理为 负极(H2)反应式：2H24e4OH=4H2O(氧化反应) 正极
10、(O2)反应式：O22H2O4e=4OH(还原反应) 电池总反应式：2H2O2=2H2O 氢氧燃料电池以酸为电解质，其放电原理为,归纳总结,负极(H2)反应式：2H24e=4H(氧化反应) 正极(O2)反应式：O24H4e=2H2O(还原反应) 电池总反应式：2H2O2=2H2O,变式训练2 燃料电池是目前电池研究的热点之一。 现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示a、b均为惰性电极。 下列叙述不正确的是( ) A.a极是负极，该电极上发生氧化反应 B.b极反应是O24OH4e=2H2O C.总反应的化学方程式为2H2O2=2H2O D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,解析答案,
11、返回,解析 a极通H2为负极，电极反应式为2H24OH4e=4H2O发生氧化反应，A正确； b极通O2为正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，B不正确； 正负极电极反应式相加得总反应为2H2O2=2H2O，C正确； 氢氧燃料电池的能量高，且产物为水，对环境无污染，故是具有应用前景的绿色电源，D正确。 答案 B,返回,1.对化学电源的叙述正确的是( ) A.化学电源比火力发电对化学能的利用率高 B.化学电源所提供的电能居于人类社会现阶段总耗电量的首位 C.化学电源均是安全、无污染的 D.化学电源即为可充电电池 解析 由于是化学能与电能的直接转化，节省了许多中间环节，所以化学电源对化学能的利
12、用率比火力发电高得多，但火力发电仍居世界耗电量的首位；化学电源一般较安全，但含重金属的电源如果随意丢弃，将会给环境带来严重的污染；有些化学电源是可充电电源(如镍镉电池)，有些是不可充电的(如干电池)。,随堂达标检测,解析答案,1,2,3,4,5,A,2.废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是( ) A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B.碳棒取出洗净用作电极 C.把铜帽取下洗净回收利用 D.电池内部填有NH4Cl等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥施用 解析 虽然氯化铵是一种化学肥料，但电池内部还有其
13、他有害物质，如果用作化肥，会污染土壤，进入生物链后，影响人体健康。,1,2,3,4,5,解析答案,D,3.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁空气燃料电池，镁海水燃料电池，镁过氧化氢燃料电池，镁次氯酸盐燃料电池。如图为镁次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是( ) A.放电过程中OH移向正极 B.电池的总反应式为MgClOH2O=Mg(OH)2Cl C.镁电池中镁均为负极，发生氧化反应 D.镁过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应式为 H2O22H2e=2H2O,1,2,3,4,5,解析答案,解析 根据图像判断反
14、应过程，判断正、负极，正确书写电极反应式。镁燃料电池，镁作负极失电子，产物由电解质溶液决定，若为酸性溶液生成Mg2，碱性溶液生成Mg(OH)2。ClO在正极反应，由图可知有Cl和OH生成，OH向负极移动，生成Mg(OH)2。 答案 A,1,2,3,4,5,4.汽车的启动电源常用铅蓄电池。其结构如下图所示，放电时的电池反应如下：,解析答案,1,2,3,4,5,PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O 根据此反应判断下列叙述中正确的是( ) A.PbO2是电池的负极 B.Pb是电池的负极 C.PbO2得电子，被氧化 D.电池放电时，溶液酸性增强,1,2,3,4,5,PbO2在放电过程中得到电
15、子被还原，所以它是原电池的正极，A、C错误； 由于原电池放电的过程中消耗硫酸，所以溶液的酸性减弱，D错误。 答案 B,5.(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为,1,2,3,4,5,解析答案,高铁电池的负极材料是_。 放电时，正极发生_(填“氧化”或“还原”)反应；已知负极反应为Zn2e2OH=Zn(OH)2，则正极反应为_。 放电时，_(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。,1,2,3,4,5,解析 高铁电池放电时为原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。总反应式减去负极反应式得正极反应式，正极生成OH，故此极附近溶液碱性增强。 答案 Zn,正,(2)某种燃料电池的工作原理示意图如图所示，a、b均为惰性电极。 使用时，空气从_(填“A”或“B”)口通入。
