2018年秋高中化学第二章化学反应与能量2.2.2发展中的化学电源课件新人教版必修2.ppt

第2课时发展中的化学电源,阅读思考,阅读求知,阅读检测,一、干电池一次性电池特点:放电后不能再充电。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,二、充电电池二次电池特点:在放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。,三、燃料电池1.原理:利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。2.与其他电池的区别:由外设装备提供燃料和氧化剂等。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,化学电源和原电池有何区别和联系?思考提示:化学电源的基本工作原理就是原电池原理,化学电源是原电池原理的物化形式,原电池仅用于实验室的实验研究,化学电源用于实际应用。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,1.判断下列说法是否正确。正确的画“”,错误的画“”。(1)手机上用的锂离子电池属于二次电池。()(2)锌锰干电池中,锌电极是正极。()(3)甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为负极,发生还原反应。()解析:(1)锂离子电池是可充电的二次电池。(2)锌锰干电池中,锌电极失电子,是负极。(3)燃料电池中,通入甲烷的一极为负极,失电子,发生氧化反应生成CO2。答案:(1)(2)(3),阅读思考,阅读求知,阅读检测,2.已知空气锌电池的电极反应为:根据此判断,锌片是()A.负极,并被氧化B.负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原,解析:由电极反应:Zn+2OH-2e-Zn(OH)2可知,Zn失去电子被氧化,作电源的负极。答案:A,探究任务一,探究任务二,知识内容探究1.你知道铅蓄电池中的正、负极材料和电解质溶液是什么吗?探究提示:负极为Pb;正极为PbO2;电解质溶液为稀硫酸。2.燃料电池电极有什么特点?探究提示:两个电极一般都是惰性电极,本身不包含活泼性物质。,探究任务一,探究任务二,重点考向探究考向1常见化学电源【典例1】下列有关电池的叙述不正确的是()A.水果电池是方便实用的家用电池B.铅蓄电池是一种常用的二次电池C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄解析:水果电池产生的电流非常微弱且不能连续长时间放电,不能作为家用电池;铅蓄电池是一种常用的二次电池,氢氧燃料电池产物为水,无污染;锌锰干电池工作时,Zn放电被消耗,故工作一段时间后锌外壳会逐渐变薄,B、C、D三项正确,A项错误。答案:A,探究任务一,探究任务二,规律方法点拨1.几种电池的特点,探究任务一,探究任务二,2.化学电源满足的一般规律(1)化学电源就是把化学能转变成电能的装置,但实际工作时,化学能不可能完全转变成电能,有一部分化学能会转化成热能等其他形式的能量。(2)电源的负极反应是还原剂失去电子发生氧化反应,负极是电子流出,电流流入的一极;电源的正极反应是氧化剂得到电子发生还原反应,正极是电子流入,电流流出的一极。(3)电子只通过导线,不通过溶液,溶液中是带电离子定向移动形成电流。,探究任务一,探究任务二,成功体验1下列说法正确的是()A.镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池C.化学电池的反应基础是氧化还原反应D.铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb,负极材料是PbO2解析:碱性锌锰干电池是一次电池;燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池;铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2,负极材料是Pb。答案:C,探究任务一,探究任务二,探究任务一,探究任务二,1.以30%的KOH溶液作电解质溶液的氢氧燃料电池的正极反应式是什么?KOH的物质的量浓度如何变化?,2.以稀硫酸作电解质溶液的氢氧燃料电池的正极反应式是什么?H2SO4的物质的量变化吗?,重点考向探究考向2化学电源电极反应式的书写【典例2】某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为2H2+O22H2O,下列有关说法正确的是()A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-C.每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极,探究任务一,探究任务二,探究任务一,探究任务二,解析:由电极反应式可知,通入氢气的一极为负极,通入氧气的一极为正极,故a为负极、b为正极,电子应该是通过外电路由a极流向b极,A项错误;b极上的电极反应式为O2+4e-+4H+2H2O,B项错误;没有注明此时是否处于标准状况下,故无法计算气体的体积,C项错误。答案:D,探究任务一,探究任务二,探究任务一,探究任务二,探究任务一,探究任务二,2.原电池反应式的书写两电极反应式,得失电子数相等时,将两电极反应式相加即得原电池反应式。,探究任务一,探究任务二,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,探究任务一,探究任务二,成功体验3可用于电动汽车的铝空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气中的O2为正极反应物。下列说法正确的是(),探究任务一,探究任务二,答案:A,1,2,3,4,5,1.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。某同学想变废为宝,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氢气B.石墨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用解析:电池内部的黑色糊状物中含有重金属离子,能污染水和土壤。答案:D,6,1,2,3,4,5,2.下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中,锌电极是负极解析:手机用的电池是可充电电池,A项正确。铜锌原电池,Cu为正极,Zn为负极,外电路中电子由负极流向正极,B项错误。燃料电池将化学能转化为电能,C项正确。锌锰干电池,Zn为负极,D项正确。答案:B,6,1,2,3,4,5,3.据报道,氢氧燃料电池公交汽车已经驶上北京街头。下列说法正确的是()A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法B.发展氢氧燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术C.氢氧燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染D.氢氧燃料电池把氢气燃烧放出的热能转化为电能解析:电解水制备氢气需要大量的电能,所以A项错误;氢气属于易燃气体,容易发生危险,所以需要考虑安全高效的储氢技术,B项错误;氢氧燃料电池将化学能转化为电能,产物为水,对环境没有污染,C项正确,D项错误。答案:C,6,1,2,3,4,5,4.下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是()A.a极是负极C.电子由b通过灯泡流向aD.氢氧燃料电池是环保电池,解析:a电极发生反应:H2-2e-2H+,故电子应由a通过灯泡流向b。答案:C,6,1,2,3,4,5,5.爱迪生蓄电池在充电和放电时发生的反应为Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2,下列对该蓄电池的推断错误的是()放电时,Fe参与负极反应,NiO2参与正极反应放电时,电解质溶液中的阴离子向正极方向移动放电时,Fe在负极上反应生成Fe(OH)2和H+该蓄电池的电极必须浸入某种碱性电解质溶液中A.B.C.D.,解析:根据电池总反应方程式可知,放电时Fe失去电子化合价升高,Ni由+4价降到+2价,正确;放电时,电解质溶液中的阴离子向负极移动,错误;放电时的生成物是氢氧化物,溶液不可能显酸性,故负极上的电极反应式为Fe+2OH-2e-Fe(OH)2,错误;因为该电池中含有氢氧化物,故电解质溶液是碱性溶液,正确。答案:B,6,1,2,3,4,5,6,6.Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是。电池工作时,电子流向(填“正极”或“负极”)。(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速其电极的腐蚀,其主要原因是。欲除去Cu