原电池(第2课时 化学电源) 【知识架构+典题巩固】高二化学 （人教版2019选择性必修1）

第一节 原电池 课时2化学电源0101学习目标学习目标 CONTENTCONTENT一次电池0202二次电池0303燃料电池一次电池：铅蓄电池、锂离子电池等氢氧燃料电池干电池二次电池：燃料电池：(可充电电池)新课导入一次电池汽车用铅蓄电池锂离子电池二次电池燃料电池放电后不可再充电。（干电池）电解质溶液用淀粉糊固定化，称为干电池。一次电池1)锌-锰干电池 负极:正极：Zn 2e-=Zn2+（酸性电解质溶液）2MnO2 +2NH4+2e-=2MnO(OH)+2NH3Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)0+4+3+2一次电池会发生自放电。放置长时间后优点：缺点：结构简单、价格低廉。一次电池 金属外壳金属外壳离子型离子型导电隔膜导电隔膜Zn粉和粉和KOH混合物混合物铜针铜针2)锌-锰干电池 （碱性电解质溶液）Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)22MnO2+2e-+2H2O =2MnO(OH)+2OH-Zn+2MnO2 +2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)20+4+3+2总反应：负极:正极：一次电池正极：负极：电解质是KOH总反应:(3)锌银电池：锌银电池比能量_、电压_，储存时间_，适宜_电流连续放电，常制成_式微型电池，广泛用于电子手表、照相机、_和其他微型电子仪器。Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2大稳定长较小纽扣手表一次电池4.锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为8Li3SOCl2=6LiClLi2SO32S。(1)负极材料为_，电极反应为_。(2)正极的电极反应为_。锂8Li8e=8Li3SOCl28e=2S 6Cl 无水、无氧原因是构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应，且SOCl2也与水反应。一次电池一次电池1银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法中不正确的是()A工作时，正极上发生反应的物质是Ag2OB负极发生的反应是Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2C工作时，负极区溶液c(OH-)减小D溶液中OH-向正极移动，K+、H+向负极移动D【课堂练习】有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使活性物质获得再生，从而实现放电与充电的循环。这种充电电池属于二次电池，也叫充电电池或蓄电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅蓄电池。二次电池1.铅蓄电池铅蓄电池PbPbO22H2SO42PbSO42H2O放电充电放电总反应负极正极工作原理：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O二次电池1.铅蓄电池铅蓄电池PbPbO22H2SO42PbSO42H2O放电充电充电总反应阴极阳极工作原理：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+4H+2SO42-二次电池以钻酸锂石墨锂电池为例：Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C放电充电放电总反应负极正极2.锂离子电池锂离子电池Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6CLiC6xe-=6C+xLi+Li1-xCoO2+xLi+xe-=LiCoO2二次电池以钻酸锂石墨锂电池为例：Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C放电充电充电总反应阴极阳极2.锂离子电池锂离子电池LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC66C+xLi+xe-=LiC6LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+二次电池 它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。是一种能量转化率高、可持续使用、对环境友好的化学电池。燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂。小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池 燃料电池1、氢氧燃料电池电极材料：使用铂电极或多孔性碳负极：正极：通氢气（燃料）通氧气（氧化剂）1）H2SO4溶液2）KOH溶液3）Na2SO4溶液4）熔融电解质电解液：燃料电池1、氢氧燃料电池电极材料：使用铂电极或多孔性碳负极：正极：通氢气（燃料）通氧气（氧化剂）H2SO4溶液电解液：（1）酸性氢氧燃料电池2H2 4e =4H+O2+4H+4e=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O燃料电池1、氢氧燃料电池电极材料：使用铂电极或多孔性碳负极：正极：KOH溶液电解液：（2）碱性氢氧燃料电池总反应：2H2+O2=2H2O2H2+4OH4e=4H2OO2+2H2O+4e=4OH通氢气（燃料）通氧气（氧化剂）燃料电池 H2SO4溶液：负极：CH42H2O8e=CO28H+正极：2O28H8e=4H2O 总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O(2)甲烷燃料电池 用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2，该电池的反应式：燃料电池 KOH溶液：负极：CH410OH8e=CO327H2O 正极：2O24H2O8e=8OH 总反应式：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O(2)甲烷燃料电池 用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液中，然后向两极分别通入CH4和O2，该电池的反应式：燃料电池(3)乙醇燃料电池 用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液，分别向两极通入乙醇和氧气。酸作电解质 负极：C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+正极：3O2+12H+12e-=6H2O 总反应式：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O燃料电池(3)乙醇燃料电池 用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液，分别向两极通入用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液，分别向两极通入乙醇和氧气。乙醇和氧气。KOH作电解质作电解质 负极：负极：C2H5OH+16OH-12e-=2CO32-+11H2O 正极：正极：3O2+12e-+6H2O=12OH-总反应式：总反应式：C2H5OH+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O 燃料电池(4)固体燃料电池介质电池反应：负极正极负极 正极2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O 2H2-4e-+2O2=2H2O O2+4e-=2O2 2H2+=2H2O 燃料电池(5)熔融盐燃料电池 一极通入CO，一极通入空气和CO2混合气体，以Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质。负 极：2CO+2CO32-4e-=4CO2 正 极：O2+2CO2+4e-=2CO32-总反应式：2CO+O2=2CO2 燃料电池1.甲醇燃料电池电解质为KOH负极：正极：电池总反应式：CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2OO2 +4e-+2H2O 4OH-2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O写出下列燃料电池的正负极和总反应的反应方程式【课堂练习】2.肼燃料电池NH44e-+4OH-=N +4HO电解质为KOH负极：正极：电池总反应式：O+4e-+2HO=4OH-NH4+O=N+2HO写出下列燃料电池的正负极和总反应的反应方程式【课堂练习】负极：正极：电池总反应式：1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。4A1-12e-4A13+3O2+12e-+6H2O 12OH-4A1+3O2+6H2O4A1(OH)3这种海水电池比“干电池”的能量高2050倍。【课堂练习】课堂小结 1、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2.下列对该燃料电池说法正确的是()A电池的总反应是：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O B在熔融电解质中，O2-由负极移向正极 C通入空气一极是正极,电极反应为：O2+4e-=2O2-D通入丁烷极是正极,电极反应为：C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2OAC【课堂练习】2、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Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:阳极反应式：阴极反应式：_ 电池总反应式：_ O2+2CO2+4e-=2CO32-2CO+O2=2CO22CO+2CO32-4e-=4CO2【课堂练习】3、锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2=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、Li是负极，电极反应为 MnO2+e-=MnO2 D、Li是负极，电极反应为 Li2e-=Li2+B【课堂练习】感谢观看！感谢观看！Thank you！