高中化学苏教版选修课件化学电源.pptx

第2课时化学电源,阅读思考,自主检测,任务一、阅读教材第15页及第16页内容,了解常见化学电源的分类,回答下列问题:1.人们根据原电池反应原理设计了化学电源,生活中的化学电源通常有哪些?提示:生活中的化学电源通常有一次电池、二次电池和燃料电池等。2.生活中人们使用最广泛的一次电池有哪些?提示:生活中人们使用最广泛的一次电池是干电池,如锌锰干电池、银锌钮扣电池等。,阅读思考,自主检测,3.仔细阅读第15页有关银锌钮扣电池和锌锰干电池的内容,完成问题解决中的问题。,阅读思考,自主检测,任务二、认真阅读教材第16页有关燃料电池的内容以及第17页有关铅蓄电池的内容,分别完成下列任务:1.燃料电池工作过程中所用的燃料需要点燃吗?燃料和氧化剂分别在什么电极放电?发生什么类型的反应?提示:燃料电池工作过程中所用的燃料不需要点燃。燃料在负极失电子发生氧化反应,氧化剂在正极得电子发生还原反应。2.铅蓄电池的电极材料和电解质溶液分别是什么?它有哪些优、缺点?提示:铅蓄电池的正极为PbO2,负极为Pb,电解质为硫酸。优点:性能优良、价格低廉、安全可靠,可多次充放电。缺点:比能量低,废弃电池污染环境等。,阅读思考,自主检测,A.负极,并被氧化B.负极,并被还原C.正极,并被氧化D.正极,并被还原答案:A2.氢氧燃料电池已用于航天飞机,它是以铂作电极,KOH溶液作电解质,正极反应为:O2+2H2O+4e-4OH-,负极反应为:2H2+4OH-4e-4H2O,下列叙述不正确的是()A.H2在负极发生氧化反应B.燃料电池的能量转化率可达100%C.是一种高效、环保的发电装置D.供电时的总反应为:2H2+O22H2O答案:B,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,1.锌锰干电池使用一段时间后,锌筒有何变化?提示:锌锰干电池中Zn为负极,使用过程中Zn不断被氧化消耗,所以锌筒会变薄。2.何谓燃料电池?燃料电池有什么优点?提示:燃料电池是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应,将化学能直接转化为电能的化学电源。燃料电池能连续不断地提供电能,而且能量转换效率远高于普通燃料燃烧的能量转换效率,应用燃料电池建立的发电站,具有能量转换效率高、排放的废弃物少、运行噪音小等优点。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,3.CH4燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的电极反应与电池反应如何书写?,4.铅蓄电池放电时发生的是什么电化学反应?充电时呢?提示:铅蓄电池放电时发生的是原电池反应,充电时发生的是电解反应。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,1.燃料电池(1)燃料电池的特点连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能。燃料电池的电极本身不包含活性物质,在电池放电过程中电极本身不参与反应。工作时,燃料和氧化剂连续地由外部供给,在电极上不断地进行反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断地提供电能。,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,(2)几种燃料电池的工作原理,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,2.二次电池(1)二次电池的特点发生氧化还原反应的物质(电极、电解质溶液)大部分被消耗后,又可以通过充电而获得再生恢复其供电能力。(2)常见的二次电池的组成及工作原理,探究问题,知识点拨,重点难点,重要考向,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向一燃料电池电极反应式的书写【例题1】某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构如图所示,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,重点难点,重要考向,考向一,考向二,解析:本题考查了原电池的工作原理,包括电子的流向、电极反应式的书写、离子移动方向及电极产物“量”的计算。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错;B项,b极上的电极反应式为O2+4H+4e-2H2O,B错;C项,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错。答案:D规律方法点拨书写燃料电池电极反应式应注意的几点问题(1)电池的负极一定是可燃性气体失电子,发生氧化反应。(2)电池的正极一定是助燃性气体得电子,发生还原反应。(3)电极材料一般不参加化学反应,只起传导电子的作用。(4)电极反应式作为一种特殊的反应方程式,也必须遵循原子守恒、电荷守恒规律。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,成功体验1下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是(),A.a电极是负极B.b电极的电极反应式为4OH-4e-2H2O+O2C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂、氧化剂全部贮藏在电池内的新型发电装置,重点难点,重要考向,考向一,考向二,解析:选项A中a电极通氢气,氢气是还原性的气体,是负极,正确。选项B中参加反应的应是氧气,电极反应为2H2O+O2+4e-4OH-,错误。选项C中该燃料电池总反应生成水,是绿色电源,正确。选项D中燃料电池在工作时,氢气、氧气不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池,正确。答案:B,重点难点,重要考向,考向一,考向二,考向二二次电池电极反应式的书写【例题2】铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是()A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为FeB.电池放电时,负极反应为Fe+2OH-2e-Fe(OH)2C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e-Ni2O3+3H2O,重点难点,重要考向,考向一,考向二,解析:因为放电时的反应中有氢氧化物生成,故电解质溶液是碱性溶液,因为铁的化合价升高,镍的化合价降低,故铁是负极,氧化镍是正极,故A和B均正确;充电时的阴极反应为Fe(OH)2+2e-Fe+2OH-,故此时阴极附近溶液的pH增大,故C错误;根据所给的放电时的电池反应可推知D正确。答案:C,规律方法点拨(1)二次电池在充电时,正、负电极上发生的反应正好与放电时发生的反应相反,因而充电时,二次电池的正极应与充电电源的正极相连接,电池的负极应与充电电源的负极相连接。(2)充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。,重点难点,重要考向,考向一,考向二,成功体验2一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH-2e-2H2O,NiO(OH)+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是()A.H2O的还原B.NiO(OH)的还原C.H2的氧化D.Ni(OH)2的氧化解析:放电时为原电池反应,负极上失去电子,正极上得到电子;充电时为电解反应,与外电源正极连接的电极为阳极,由放电时的电极反应式知,阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反应,D正确。答案:D,1234,1.下列说法错误的是()A.碱性锌锰电池是二次电池B.铅蓄电池是二次电池C.二次电池又叫蓄电池,它放电后可以再充电使活性物质获得再生D.燃料电池的活性物质没有储存在电池内部解析:碱性锌锰电池是一次性电池,铅蓄电池是二次性电池。答案:A,1234,2.锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的电池反应是Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,则负极上发生反应的物质是()A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn解析:判断原电池的正、负极,要根据总反应式确定失电子物质和得电子物质,然后根据在原电池中失去电子的物质作负极作出判断。由题给总方程式得Zn+2OH-2e-Zn(OH)2,故Zn为负极。答案:D,1234,3.导学号22014012高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列叙述不正确的是()C.