《化学人教版选修四： 4.2《化学电源》课件1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学人教版选修四： 4.2《化学电源》课件1（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 电化学基础第二节 化学电源（第一课时）1.了解化学电源的优点及在各方面的应用。了解化学电源的优点及在各方面的应用。2.认识一次电池、二次电池和燃料电池的构造认识一次电池、二次电池和燃料电池的构造及工作原理。及工作原理。3.了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。学习目标：学习目标：2009年年3月，美国麻省理工学院科学家塞达尔及其同月，美国麻省理工学院科学家塞达尔及其同事研制出一种革命性的手机电池，与充电时间需要几事研制出一种革命性的手机电池，与充电时间需要几个小时的普通电池相比，这种电池只需个小时的普通电池相比，这种电池只需10秒钟便可完秒钟便可
2、完成充电过程，新电池的充电速度是传统电池的成充电过程，新电池的充电速度是传统电池的100倍，倍，23年内便可用在手机、笔记本电脑、数码摄像机和年内便可用在手机、笔记本电脑、数码摄像机和照相机上。此外，同样的技术也可大大缩短电动汽车照相机上。此外，同样的技术也可大大缩短电动汽车的充电时间，能够与传统汽车的加油时间不相上下，的充电时间，能够与传统汽车的加油时间不相上下，进而扫除绿色环保汽车面临的最大障碍之一。这项技进而扫除绿色环保汽车面临的最大障碍之一。这项技术也可用于研制新一代体积更小、重量更轻的电池，术也可用于研制新一代体积更小、重量更轻的电池，让手机和笔记本电池的个头只有一张信用卡大小让手机
3、和笔记本电池的个头只有一张信用卡大小。那么，你还知道哪些化学电源呢？它们的工作原理是那么，你还知道哪些化学电源呢？它们的工作原理是什么呢？什么呢？化学电池化学电池将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置阅读教材阅读教材P74后思考：后思考：1 1、目前化学电池主要分哪几大类？分别有、目前化学电池主要分哪几大类？分别有哪些代表？哪些代表？2 2、化学电池与其它能源相比有哪些优点？、化学电池与其它能源相比有哪些优点？3 3、判断电池的优劣标准主要是什么？、判断电池的优劣标准主要是什么？化化学学电电池池一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组氢气、甲醇
4、、天然气、煤气与氧气组成燃料电池成燃料电池铅蓄电池铅蓄电池锌银蓄电池锌银蓄电池镍镉电池镍镉电池锂离子电池锂离子电池普通干电池普通干电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池锌银纽扣电池1 1、目前化学电池主要分哪几大类？、目前化学电池主要分哪几大类？2 2、化学电池与其它能源相比有哪些优点？、化学电池与其它能源相比有哪些优点？能量转换效率高能量转换效率高供能稳定可靠供能稳定可靠可以制成各种型号的电池可以制成各种型号的电池使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。3 3、判断电池的优劣标准主要是什么？、判断电池的优劣标准主要是什么？ 比能量的大小；比能量的
5、大小； 比功率的大小比功率的大小; 存储时间的长短。存储时间的长短。碱性电池碱性电池 原理：原理：碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池负极负极(Zn)：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正极正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH-电池总反应：电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2一、一次电池一、一次电池干电池干电池特点特点比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，比能量和可储存时间比普通锌锰电池均有提高，适用于大电流和连续放电。适用于大电流和连续放电。构造构造(2)银锌电池银锌电池纽扣式银锌电池的构造
6、纽扣式银锌电池的构造工作原理工作原理负极：负极：Zn2OH2e=Zn(OH)2。正极：正极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH。总反应：总反应：。特点特点此此种种电电池池比比能能量量大大，电电压压稳稳定定，储储存存时时间间长长，适适应应小小电流连续放电。电流连续放电。ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag二、二次电池二、二次电池铅蓄电池铅蓄电池放电过程：放电过程：负极负极(Pb)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极正极(PbO2)：PbO2+2e-+4H+ SO42- =PbSO4+2H2O电池总反应：电池总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 充电过程充电过程阴
7、极：还原反应阴极：还原反应 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极：氧化反应阳极：氧化反应2PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)充电过程总反应：充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)缺点：缺点：比能量比能量(电池单位质量或单位体积所能输出的电电池单位质量或单位体积所能输出的电能能) )低、笨重、废弃电池污染低、笨重、废弃电池污染环境环境 优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉价格低廉铅蓄电池
8、的优缺点简析：铅蓄电池的优缺点简析：其它二次电池：其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池池可充电电池电极反应式的书写可充电电池电极反应式的书写在在书书写写可可充充电电电电池池电电极极反反应应式式时时，要要明明确确电电池池和和电极，放电为原电池，充电为电解池。电极，放电为原电池，充电为电解池。原原电电池池的的负负极极与与电电解解池池的的阳阳极极均均发发生生氧氧化化反反应应，对应元素化合价升高。，对应元素化合价升高。原原电电池池的的正正极极与与电电解解池池的的阴阴极极均均发发生生还还原原反反应应，对应元素化合价降低。，对应元
9、素化合价降低。1、(2011广广州州高高二二质质检检)日日常常所所用用干干电电池池其其电电极极分分别别为为碳碳棒棒(上上面面有有铜铜帽帽)和和锌锌皮皮，以以糊糊状状NH4Cl和和ZnCl2作作电电解解质质(其其中中加加入入MnO2吸吸收收H2)，电电极极反反应应可可简简化化为为 Zn 2e=Zn2， 2NH4 2e=2NH3H2(NH3与与Zn2络络合合)。根根据据以以上上叙叙述述判判断断下下列列结结论论正正确的是确的是(双选双选)() AZn为正极，碳为负极为正极，碳为负极BZn为负极，碳为正极为负极，碳为正极C工作时电子由碳极，经外电路流向工作时电子由碳极，经外电路流向Zn极极D长时间连续
10、使用时内装糊状物可能流出腐长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀用电器蚀用电器BD随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习2、（2004年江苏高考化学题）碱性电池具有容量大、年江苏高考化学题）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+ 2MnO2(s) + H2O(l) = Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s)下列说法错误的是（下列说法错误的是（ ） A电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：电池正
11、极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq) C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上电子，锌的质量理论上减小减小6.5g随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习3、（、（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：镍电池。氢镍电池的总反应式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2根据此反
12、应式判断下列叙述中正确的是（根据此反应式判断下列叙述中正确的是（ ）A电池放电时，电池负极周围溶液的电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大不断增大 B电池放电时，镍元素被氧化电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原电池充电时，氢元素被还原D电池放电时，电池放电时，H2是负极是负极随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习4、已知空气、已知空气-锌电池的电极反应为：锌电池的电极反应为：锌片：锌片：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O 石墨：石墨：O2+2H2O+4e-=4OH- 根据此判断，锌片是根据此判断，锌片是 （ ）A负极，并被氧化负极，并被氧化 B负极，并被还原负极，并被还原 C正极
13、，并被氧化正极，并被氧化 D正极，并被还原正极，并被还原 随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习5、近年我国首创以、近年我国首创以Al-空气空气-海水为能源的新型电池，以海水为能源的新型电池，以海水为电解液靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电海水为电解液靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流其工作时电极总反应式为：流其工作时电极总反应式为：4Al +3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3；请判断：；请判断： （1）原电池的负极是）原电池的负极是_； （2）工作时原电池的两电极反应式：）工作时原电池的两电极反应式：A负极负极_B正极正极_（3）工作时原电池正极附近）工作时原电池正极附近pH_（增大，减小，（增大，减小，不变）不变）随堂练习随堂练习随堂练习随堂练习同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
