高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第三單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時 化學(xué)電源課件 蘇教必修2

《高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第三單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時 化學(xué)電源課件 蘇教必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第三單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時 化學(xué)電源課件 蘇教必修2（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2課時化學(xué)電源專題2第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道干電池、充電電池、燃料電池等發(fā)展中的化學(xué)電源的特點。2.能正確書寫簡單化學(xué)電源的電極反應(yīng)式。3.了解研制新型電池的重要性。核心素養(yǎng)1.宏觀辨識與微觀探析：會分析物質(zhì)化學(xué)變化中的能量變化與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。2.模型認(rèn)知：能利用原電池工作原理分析常見簡單的化學(xué)電源。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.鋅錳干電池鋅錳干電池(1)結(jié)構(gòu)鋅錳干電池是以鋅筒為 極，石墨棒為 極，在石墨棒周圍填充糊狀的MnO2和NH4Cl作 。(2)原理鋅錳電池是一次性電池，放電之后不能充電，內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的。負(fù)一、常見的化學(xué)電源正電解質(zhì)(3)電極

2、反應(yīng)負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ，正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2MnO2 2e=Mn2O32NH3H2O。(4)缺陷與改進(jìn)措施鋅錳干電池電量小，而且在放電過程中容易發(fā)生氣漲或漏液，會導(dǎo)致電器設(shè)備的腐蝕。改進(jìn)措施：在外殼套上防腐金屬筒或塑料筒制成防漏電池；將電池內(nèi)的電解質(zhì)NH4Cl換成濕的KOH，并在構(gòu)造上進(jìn)行改進(jìn)，制成堿性鋅錳電池。Zn2e=Zn2相關(guān)視頻2.充電電池充電電池(1)充電電池又稱二次電池。其能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學(xué)能 電能。(2)常見的充電電池鉛蓄電池常作汽車電瓶，電壓穩(wěn)定，使用方便安全。負(fù)極材料是 ，正極材料是 ，電解質(zhì)溶液是 。PbPbO2硫酸溶液鎳鎘電池以Cd為負(fù)極，NiO(OH)為正極，以

3、KOH為電解質(zhì)，壽命比鉛蓄電池長，但鎘是致癌物質(zhì)，廢棄的鎳鎘電池如不回收，會嚴(yán)重污染環(huán)境。堿金屬中的Li是最輕的金屬，活動性極強(qiáng)，是制造電池的理想物質(zhì)。鋰離子電池是新一代可充電的綠色電池。相關(guān)視頻3.燃料電池燃料電池(1)燃料電池是通過燃料氣體與氧氣分別在兩個電極上發(fā)生氧化、還原反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。(2)燃料電池與火力發(fā)電相比，其燃料的利用率高、能量轉(zhuǎn)化率高。與干電池或者蓄電池的主要差別在于反應(yīng)物不是儲存在電池內(nèi)部，而是由外設(shè)裝備提供燃料和氧化劑等。(3)以30%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液的氫氧燃料電池的電極反應(yīng)如下：負(fù)極： (氧化反應(yīng))；正極： (還原反應(yīng))；總反應(yīng)： 。2H2

4、4OH4e=4H2OO22H2O4e=4OH2H2O2=2H2O相關(guān)視頻從電極反應(yīng)認(rèn)識化學(xué)電池類型從電極反應(yīng)認(rèn)識化學(xué)電池類型(1)活潑金屬作負(fù)極，被腐蝕或消耗，發(fā)生氧化反應(yīng)，如鋅錳干電池。(2)兩電極都參加反應(yīng)，如鉛蓄電池。(3)兩電極均為惰性電極，電極本身不發(fā)生反應(yīng)，而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如燃料電池。歸納總結(jié)歸納總結(jié)例例1下列電池工作時，O2在正極得電子的是答案ABCD鋅錳電池鉛蓄電池氫氧燃料電池鎳鎘電池解析例例2汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，其放電時的原電池反應(yīng)如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O，根據(jù)此反應(yīng)判斷，下列敘述中正確的是A.Pb是正極B.PbO2得電子

5、，被氧化C.負(fù)極反應(yīng)是Pb 2e=PbSO4D.電池放電時，溶液的酸性增強(qiáng)答案解析解析從鉛蓄電池的放電反應(yīng)可以看出：放電過程中Pb失去電子變?yōu)镻b2，發(fā)生氧化反應(yīng)，因而Pb是負(fù)極；PbO2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，被還原；反應(yīng)過程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性減弱。思維啟迪二次電池的放電、充電是相反的過程，如鉛蓄電池放電時，Pb電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，充電時Pb電極上發(fā)生還原反應(yīng)，PbO2電極亦是如此。1.充電電池電極反應(yīng)式的書寫方法充電電池電極反應(yīng)式的書寫方法(1)先標(biāo)出原電池總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)。(2)寫出一個比較容易書寫的電極反應(yīng)式(書寫時一定要注意電極產(chǎn)

6、物是否與電解質(zhì)溶液共存)。(3)在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。二、電池中電極反應(yīng)式的書寫例例3鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為稀硫酸。工作時該電池總反應(yīng)式為PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。根據(jù)上述情況判斷：(1)工作時，電解質(zhì)溶液的pH_(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)工作時，電解質(zhì)溶液中的陰離子移向_極。(3)電流方向從_極流向_極。(4)寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式：_。(5)當(dāng)鉛蓄電池向外電路提供1 mol電子時，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加_ g。增大負(fù)正負(fù)48答案解析2.燃料電池電極反應(yīng)式的書寫方法燃料電池電

7、極反應(yīng)式的書寫方法(1)寫出電池總反應(yīng)式。燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的總反應(yīng)為CH42O22NaOH=Na2CO33H2O。(2)寫出電池的正極反應(yīng)式。根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)有所不同，其實，我們只要熟記以下兩種情況：酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下的電極反應(yīng)式： 。堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下的電極反應(yīng)式： 。(3)根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式。O24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH例例4如圖所示，可形成氫氧燃料電池。通常

8、氫氧燃料電池有酸式(當(dāng)電解質(zhì)溶液為硫酸時)和堿式當(dāng)電解質(zhì)溶液為NaOH(aq)或KOH(aq)時兩種。試回答下列問題：(1)酸式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極：_，正極：_；電池總反應(yīng)：_；電解質(zhì)溶液pH的變化為_(填“變大”“變小”或“不變”)。答案解析2H24e=4HO24e4H=2H2O2H2O2=2H2O變大解析解析正極上，O2得電子變?yōu)镺2，溶液中O2不能單獨(dú)存在，酸性條件下與H結(jié)合成H2O。負(fù)極上，H2失電子變?yōu)镠，H進(jìn)入電解質(zhì)溶液。電池總反應(yīng)相當(dāng)于H2在O2中燃燒的反應(yīng)，由于有水生成，溶液將逐漸變稀，故pH變大。(2)堿式電池的電極反應(yīng)：負(fù)極：_，正極：_；電池總反應(yīng)：_；電解質(zhì)溶液pH的

9、變化為_(填“變大”“變小”或“不變”)。答案解析2H24e4OH=4H2OO24e2H2O=4OH2H2O2=2H2O變小解析解析正極上，O2得電子變?yōu)镺2，溶液中O2不能單獨(dú)存在，堿性條件下與H2O結(jié)合成OH。負(fù)極上，H2失電子變?yōu)镠，堿性條件下H不能大量存在，與OH結(jié)合成H2O。電池總反應(yīng)相當(dāng)于H2在O2中燃燒的反應(yīng)。同樣，由于有水生成，c(OH)變小，pH變小。學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測1.下列幾種化學(xué)電池中，不屬于可充電電池的是A.堿性鋅錳電池 B.手機(jī)用鋰電池C.汽車用鉛蓄電池 D.玩具用鎳氫電池123456答案解析解析解析A項，堿性鋅錳電池屬于一次電池，不屬于可充電電池，正確；B項，手機(jī)用

10、鋰電池屬于可充電電池，錯誤；C項，汽車用鉛蓄電池屬于可充電電池，錯誤；D項，玩具用鎳氫電池屬于可充電電池，錯誤。2.下列有關(guān)鋅錳干電池的說法中正確的是A.鋅外殼是負(fù)極，石墨碳棒是正極材料B.在外電路中電子從碳棒流向鋅外殼C.電流從鋅流到碳棒上D.在電池內(nèi)部陽離子從碳棒向鋅片移動答案解析123456解析解析A項，在鋅錳干電池中，鋅外殼是負(fù)極，石墨碳棒是正極，故正確；B項，在外電路中電子從鋅外殼流向碳棒，故錯誤；C項，電流的方向與電子的流向相反，應(yīng)從碳棒流向鋅，故錯誤；D項，電池內(nèi)部，陽離子向正極碳棒移動，故錯誤。A.a處通入氧氣，b處通入氫氣B.通入H2的電極發(fā)生反應(yīng)：H22e=2HC.通入O2

11、的電極為電池的正極D.該裝置將化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為電能3.(2017北京101中學(xué)期中)LED產(chǎn)品的使用為城市增添色彩。下圖是氫氧燃料電池驅(qū)動LED發(fā)光的一種裝置示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是答案解析123456解析解析A項，由電子流向可知a為負(fù)極，b為正極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，通入的是氫氣，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，通入的是氧氣，故錯誤；B項，a為正極，通入氫氣，電解質(zhì)溶液為堿性，因此發(fā)生的電極反應(yīng)為H22e2OH=2H2O，故錯誤；C項，氧氣得電子，因此通入氧氣的電極為電池的正極，故正確；D項，該裝置的能量轉(zhuǎn)換是化學(xué)能 電能 光能，故錯誤。1234564.茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的

12、電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、PtFe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中鋁合金是負(fù)極海水是電解質(zhì)溶液鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)A. B.C. D.答案1234565.銀鋅電池是一種常見化學(xué)電源，其反應(yīng)原理：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。其工作示意圖如圖所示。下列說法不正確的是123456答案解析A.Zn電極是負(fù)極B.Ag2O電極發(fā)生還原反應(yīng)C.Zn電極的電極反應(yīng)式： Zn2e2OH=Zn(OH)2D.放電前后電解質(zhì)溶液的pH保持不變解析解析反應(yīng)中鋅失去電子，Zn電極是負(fù)極，A正確；Ag2O得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；電解質(zhì)溶液顯堿性，Zn電極的電極反應(yīng)式：Zn2e2OH=Zn(OH)2，C正確；根據(jù)方程式可知消耗水，且產(chǎn)生氫氧化鋅，氫氧根濃度增大，放電后電解質(zhì)溶液的pH升高，D錯誤。1234566.有一種微型電池，其電極分別為Zn和Ag2O，電解質(zhì)溶液是KOH溶液，試回答下列問題：(1)原電池是把_能轉(zhuǎn)化成_能的裝置。(2)該電池中Zn極為_極。(3)當(dāng)金屬Zn消耗了16.25 g時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_。123456答案化學(xué)電負(fù)0.5 mol