高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時(shí) 化學(xué)電源課件 蘇教版選修41

《高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時(shí) 化學(xué)電源課件 蘇教版選修41》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 專題1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 第二單元 化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 第2課時(shí) 化學(xué)電源課件 蘇教版選修41（31頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2課時(shí)化學(xué)電源專題1第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)定位知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求銀鋅電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理與應(yīng)用價(jià)值。b課時(shí)要求1.知道化學(xué)電源的分類方法。2.熟悉幾種常見(jiàn)化學(xué)電源的組成和工作原理。3.了解化學(xué)電源廣泛的應(yīng)用及廢舊電池對(duì)環(huán)境的危害，設(shè)想其處理方法。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)一、化學(xué)電池及其分類1.化學(xué)電池的分類化學(xué)電池的分類(1)化學(xué)電池按其使用性質(zhì)常分為如下三類：一次電池：又叫干電池，消耗到一定程度就不能再使用。二次電池：又稱充電電池或蓄電池，放電后可以再使活性物質(zhì)再生。燃料電池：一種連續(xù)將的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池。(2)化學(xué)電池按其電解質(zhì)性質(zhì)可

2、分為電池、電池、電池?；钚晕镔|(zhì)充電燃料和氧化劑中性酸性堿性2.判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，單位是(Wh)kg1或(Wh)L1。(2)比功率：?jiǎn)挝毁|(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小，單位是Wkg1或WL1。(3)電池可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。3.化學(xué)電池的回收利用化學(xué)電池的回收利用使用后的廢棄電池中含有大量的和酸堿等有害物質(zhì)，隨處丟棄會(huì)給土壤、等造成嚴(yán)重的污染。廢棄電池要進(jìn)行回收利用。重金屬水源例例1下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A.干電池是以膠糊狀電解液來(lái)產(chǎn)生直流電的一次電池B.二次電池能連續(xù)不斷地使用是因?yàn)楹械幕钚晕镔|(zhì)可以再生C.氫氣、甲醇、烴

3、、肼、氨等液體或氣體都可作為燃料電池的燃料D.具有高“比能量”和高“比功率”的電池稱為高能電池 解析解析二次電池放電后需要再充電，只能重復(fù)使用，而不能連續(xù)不斷地使用。 解析答案例例2隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進(jìn)行集中處理的問(wèn)題被提到議事日程，其首要原因是A.利用電池外殼的金屬材料B.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)土壤和水源的污染C.防止電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品D.回收其中石墨電極解析解析汞、鎘、鉛等重金屬離子會(huì)對(duì)土壤和水源造成污染。答案解析二、常見(jiàn)的化學(xué)電池1.一次電池一次電池(1)堿性鋅錳電池是一種常用的一次電池，總反應(yīng)式為Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH

4、)2。負(fù)極是，正極是，電解質(zhì)溶液是溶液；負(fù)極反應(yīng)式是_；正極反應(yīng)式是_。(2)鋅銀電池具有比能量大、電壓穩(wěn)定、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，總反應(yīng)式為ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。負(fù)極反應(yīng)式是_；正極反應(yīng)式是_。 ZnMnO2KOHZn2OH2e=Zn(OH)22MnO22H2O2e=2MnOOH2OHZn2OH2e=Zn(OH)2Ag2OH2O2e=2Ag2OH2.二次電池二次電池鉛蓄電池是常見(jiàn)的二次電池，其放電反應(yīng)和充電反應(yīng)表示如下：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)2PbSO4(s)2H2O(l)(1)負(fù)極是，正極是，電解質(zhì)溶液是。(2)放電反應(yīng)原理負(fù)極反應(yīng)式是_；正極反應(yīng)式是

5、_；放電過(guò)程中，負(fù)極質(zhì)量的變化是，電解質(zhì)溶液pH的變化是。PbPbO2硫酸溶液Pb(s)2e=PbSO4(s)PbO2(s)4H(aq)2e=PbSO4(s)2H2O(l)增大增大(3)充電反應(yīng)原理陰極(發(fā)生還原反應(yīng))反應(yīng)式是_；陽(yáng)極(發(fā)生氧化反應(yīng))反應(yīng)式是_；充電時(shí)，鉛蓄電池正極與直流電源極相連，負(fù)極與直流電源極相連。PbSO4(s)2H2O(l)2e=PbO2(s)正負(fù)3.燃料電池燃料電池氫氧燃料電池用鉑作電極，不斷充入的氫氣和氧氣分別在兩極發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。(1)氫氧燃料電池的總反應(yīng)式是_。(2)寫(xiě)出氫氧燃料電池(介質(zhì)不同)的電極反應(yīng)：介質(zhì)負(fù)極反應(yīng)式正極反應(yīng)式酸性_堿性 _ _2H

6、2O2=2H2O2H24e=4H2H24e4OH=4H2OO24H4e=2H2OO22H2O4e=4OH歸納總結(jié)歸納總結(jié)常見(jiàn)化學(xué)電池的比較常見(jiàn)化學(xué)電池的比較(1)一次電池：活潑金屬作負(fù)極，參與電極反應(yīng)，放電完成后，不能再使用。(2)二次電池：兩電極都參與電極反應(yīng)，可充電、放電，循環(huán)使用。(3)燃料電池：兩電極都不參與電極反應(yīng)，不斷充入的物質(zhì)分別在兩極發(fā)生反應(yīng)，可連續(xù)使用。解析解析在鋰空氣電池中，A(金屬鋰)為負(fù)極，其反應(yīng)式是4Li4OH4e=4LiOH；B為正極，其反應(yīng)式是O24e2H2O=4OH；總反應(yīng)式是4LiO22H2O=4LiOH。原電池工作過(guò)程中，溶液中的Li(陽(yáng)離子)移向B極(正極

7、)；金屬鋰能與水反應(yīng)，電解質(zhì)中不能含有水。例例3(2017騰沖縣期末)鋰空氣電池放電時(shí)的工作原理如圖所示。下列敘述正確的是A.放電時(shí)Li由B極向A極移動(dòng)B.電池放電反應(yīng)為4LiO22H2O=4LiOHC.B電極反應(yīng)式為O24H4e=2H2OD.電解液a可以為氯化鋰溶液答案解析根據(jù)根據(jù)原電池裝置書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式原電池裝置書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式(1)由裝置圖確定原電池的正極、負(fù)極及各極反應(yīng)物。(2)若電解質(zhì)溶液中的陰離子與負(fù)極產(chǎn)生的陽(yáng)離子不共存，該陰離子寫(xiě)入負(fù)極反應(yīng)式。(3)正極反應(yīng)是溶液中的陽(yáng)離子或氧化劑得到電子被還原。方法點(diǎn)撥例例4鎳鎘(Nid)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行

8、：Cd(OH)22Ni(OH)2 Cd2NiOOH2H2O，由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是A.Cd(OH)2B.Ni(OH)2C.CdD.NiOOH答案由由二次電池的總反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式二次電池的總反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式(1)放電時(shí)為原電池，由總反應(yīng)式中元素化合價(jià)的變化，確定負(fù)極、正極的反應(yīng)物、主要產(chǎn)物和轉(zhuǎn)移電子數(shù)目，再結(jié)合電解質(zhì)溶液性質(zhì)和守恒關(guān)系寫(xiě)出電極反應(yīng)式。(2)充電時(shí)的電極反應(yīng)是放電電極反應(yīng)的逆過(guò)程，即充電的陽(yáng)極反應(yīng)為放電正極反應(yīng)的逆過(guò)程，充電的陰極反應(yīng)為放電負(fù)極反應(yīng)的逆過(guò)程。方法點(diǎn)撥例例5寫(xiě)出下列燃料電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。(1)酸性條件下的甲烷燃料電池總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)

9、式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。(2)堿性條件下的甲烷燃料電池總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。答案CH42O2=CO22H2O2O28H8e=4H2OCH48e2H2O=CO28HCH42O22OH=3H2O2O24H2O8e=8OHCH410OH8e=7H2O(3)堿性條件下的甲醇(CH3OH)燃料電池總反應(yīng)式：_；正極反應(yīng)式：_；負(fù)極反應(yīng)式：_。答案2CH3OH3O24OH=6H2O3O26H2O12e=12OH 2CH3OH16OH12e=12H2O(1)燃料電池的總反應(yīng)相當(dāng)于燃料的燃燒，書(shū)寫(xiě)總反應(yīng)方程式時(shí)，要注意產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否發(fā)生反應(yīng)，若能反應(yīng)，電解質(zhì)溶液要寫(xiě)在總反應(yīng)方程式

10、中。(2)燃料電池正極反應(yīng)的本質(zhì)是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，即O24e=2O2，產(chǎn)生的O2存在形式與電解質(zhì)溶液的酸堿性和電解質(zhì)的狀態(tài)有著密切的關(guān)系。(3)書(shū)寫(xiě)燃料電池的電極反應(yīng)式，一定要注意電解質(zhì)的酸堿性。堿性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)H；酸性溶液電極反應(yīng)式不能出現(xiàn)OH。方法點(diǎn)撥學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.氧化還原反應(yīng)所釋放的化學(xué)能，是化學(xué)電池的能量來(lái)源B.化學(xué)電池中的負(fù)極材料不一定參加電極反應(yīng)C.二次電池的充電和放電過(guò)程是可逆反應(yīng)D.丟棄廢舊電池不但會(huì)污染環(huán)境，而且是資源的極大浪費(fèi)解析解析二次電池的充電和放電，是在不同條件下發(fā)生的過(guò)程，它們不是可逆反應(yīng)。答案解析1234562.下列電池

11、工作時(shí)，氧氣在正極放電的是解析解析燃料電池中在正極放電的物質(zhì)都是氧氣。答案解析123456解析解析以K2FeO4和鋅為電極材料，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液的電池中，鋅為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：3Zn6e6OH=3Zn(OH)2；K2FeO4為正極，發(fā)生反應(yīng)：8H2O6e=2Fe(OH)310OH；放電過(guò)程中有OH生成，則電解質(zhì)溶液的濃度增大，OH向負(fù)極遷移。3.某電池以K2FeO4和鋅為電極材料，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液。下列說(shuō)法不正確的是A.鋅為電池的負(fù)極B.正極反應(yīng)式為10H6e=Fe2O35H2OC.該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度增大D.電池工作時(shí)OH向負(fù)極遷移答案解析123456解析解析鎂在反應(yīng)

12、中失電子，則Mo3S4在反應(yīng)中得電子，故放電時(shí)Mo3S4發(fā)生還原反應(yīng)。4.鎂及其化合物一般無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染，且鎂電池放電時(shí)電壓高而平穩(wěn)，因而越來(lái)越成為人們研制綠色原電池所關(guān)注的焦點(diǎn)。其中一種鎂電池的反應(yīng)為xMgMo3S4MgxMo3S4，則鎂電池放電時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.Mg2向正極遷移B.正極反應(yīng)式為Mo3S42xe=C.Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng)D.負(fù)極反應(yīng)式為xMg2xe=xMg2答案解析1234565.氫氧燃料電池已用于航天飛機(jī)，它是以鉑作電極，H2SO4溶液作電解質(zhì)溶液，正極反應(yīng)為O24H4e=2H2O，負(fù)極反應(yīng)為2H24e=4H。下列敘述不正確的是A.H2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)B.

13、燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%C.是一種高效、對(duì)環(huán)境友好的發(fā)電裝置D.供電時(shí)的總反應(yīng)為2H2O2=2H2O答案解析123456解析解析氫氧燃料電池中H2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；燃料電池中能量轉(zhuǎn)化率較高，但達(dá)不到100%，B項(xiàng)錯(cuò)誤；燃料電池是一種高效、對(duì)環(huán)境友好的發(fā)電裝置，C項(xiàng)正確；結(jié)合正極和負(fù)極反應(yīng)式可寫(xiě)出供電時(shí)總反應(yīng)為2H2O2=2H2O，D項(xiàng)正確。1234566.原電池是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。(1)如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問(wèn)題：電池的負(fù)極是_(填“a”或“b”)電極，該極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。電池工作一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH_(填“增大”“減小”或“不變”)。解析解

14、析甲烷在反應(yīng)時(shí)失去電子，故a電極是電池的負(fù)極。由于電池工作過(guò)程中會(huì)消耗OH，故一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的pH會(huì)減小。答案解析12345aCH410OH8e=7H2O減小6(2)熔融鹽燃料電池具有很高的發(fā)電效率，因而受到重視?？捎锰妓徜嚭吞妓徕c的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，一氧化碳為負(fù)極燃?xì)猓諝馀c二氧化碳的混合氣為正極助燃?xì)?，制得?50下工作的燃料電池，其負(fù)極反應(yīng)式為2CO4e=4CO2。正極反應(yīng)式是_；總電池反應(yīng)式是_。解析解析正極發(fā)生還原發(fā)應(yīng)，故正極電極反應(yīng)式為O22CO24e=根據(jù)正極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式總電池反應(yīng)，可推知總電池反應(yīng)式應(yīng)為2COO2=2CO2。答案解析12345O22CO24e=2COO2=2CO26本課結(jié)束