高中化学 第四章 第二节 化学电源课件 新人教版选修4.ppt

第四章电化学基础 第二节化学电源 晨背关键语句 知识点一 理解教材新知 考向一 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点四 考向二 知识点二 知识点三 1 碱性锌锰电池的负极是zn 正极是mno2 电解质溶液是koh 2 铅蓄电池是最常见的二次电池 正极是pbo2 负极是pb 电解质溶液是h2so4溶液 3 氢氧燃料电池两类型 1 酸性电解质时 负极反应式 2h2 4e 4h 正极反应式 o2 4h 4e 2h2o 2 碱性电解质时 负极反应式 2h2 4oh 4e 4h2o 正极反应式 2h2o o2 4e 4oh 自学教材 填要点 1 概念将变成电能的装置 2 分类 化学能 3 电池优劣的判断标准 1 单位质量或单位体积所输出的电能的大小 或者输出的功率的大小 2 电池储存长短 比能量 比功率 时间 师生互动 解疑难 1 化学电池能量转化率高 供能稳定可靠 2 可制成各种形状和大小 不同容量和电压的电池及电池组 使用方便 3 电池中的镍 镉 锰 铅等金属离子会对土壤 水源造成污染 应集中回收处理 解析 本题考查的是有关化学电池的概念 分类及性能等方面的知识 废旧电池中含有重金属和酸 碱等有害物质 随意丢弃 对生态环境和人体健康危害很大 所以废旧电池应回收处理 答案 d 自学教材 填要点 1 构造 2 组成正极材料 负极材料 电解质 koh 3 工作原理负极 正极 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 总反应 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 mno2 zn zn 2e 2oh zn oh 2 师生互动 解疑难 1 碱性锌锰干电池克服了普通锌锰干电池的缺点 单位质量所输出的电能多且储存时间长 适用于大电流和连续放电 2 纽扣式锌银电池的负极是zn 正极是ag2o 电解质是koh 3 锂电池的负极是li 正极是mno2 cuo fes2等 锂电池的比能量高 电压高 可储存时间长 2 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 碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液 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 a 电池工作时 锌失去电子b 电池正极的电极反应式为 2mno2 s h2o l 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d 外电路中每通过0 2mol电子 锌的质量理论上减少6 5g 解析 由所给的电池总反应式可知 电池工作时 每有1molzn参加反应 则会有2mol电子从负极zn经外电路流向正极 并在正极发生反应 2mno2 s h2o l 2e mn2o3 s 2oh aq 外电路每通过0 2mol电子 zn的质量就减少6 5g 答案 c 自学教材 填要点 1 铅蓄电池的构造 还原 氧化 师生互动 解疑难 1 二次电池放电后可以再充电使活性物质获得再生 能重复使用 2 铅蓄电池的优缺点 铅蓄电池具有电压稳定 性能良好 价格低廉 使用方便 安全可靠 循环使用的优点 铅蓄电池的缺点是比能量低 废弃的电池污染环境 3 放电时是原电池原理 而充电时是电解池原理 二次电池的充放电过程相反 答案 b 自学教材 填要点 2h2 4e 4h o2 4e 4h 2h2o 2h2 o2 2h2o 2h2 4e 4oh 4h2o o2 4e 2h2o 4oh 2h2 o2 2h2o 师生互动 解疑难 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 电极材料本身不参与氧化还原反应 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 2 燃料电池的优点 能量转化率高 燃料电池的能量转换率超过80 远高于普通燃烧过程 污染小 3 通可燃物的一极为电池的负极 通o2的一极为燃料电池的正极 4 燃料电池的正极反应式 若为酸性介质 o2 4h 4e 2h2o 若为碱性 或中性 介质 2h2o o2 4e 4oh 4 氢氧燃料电池用于航天飞机 电极反应产生的水 经冷凝后可作为航天员的饮用水 其电极反应如下 负极 2h2 4oh 4e 4h2o 正极 o2 2h2o 4e 4oh 当得到1 8l饮用水时 电池内转移的电子数约为 a 1 8molb 3 6molc 100mold 200mol 答案 d 主题1 废旧电池为什么要集中统一处理 主题2 以镍镉 ni cd 可充电电池为例 探讨电池充 放电时电极发生反应的类型及书写电极反应式 cd 2nio oh 2h2ocd oh 2 2ni oh 2 电解质溶液为koh溶液 例1 2011 新课标全国卷 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 fe ni2o3 3h2o fe 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 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 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 你能写出镍电池放电时的正极反应式吗 提示 放电时 正极发生还原反应 其电极反应式为 ni2o3 3h2o 2e 2ni oh 2 2oh 例2 2011 新课标全国卷 科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇 并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池 甲醇的燃烧热为726 5kj mol 1 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中 电解质溶液为酸性 负极的反应式为 正极的反应式为 理想状态下 该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702 1kj 则该燃料电池的理论效率为 燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比 1 写电极反应式时 一定要注意电解质是什么 其中阴 阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应 在碱性电解质中 电极反应式中不能出现h 在酸性电解质中 电极反应式中不能出现oh 2 正 负两极的电极反应式在得失电子相等时相加 即得总反应式 2010 安徽高考 某固体酸燃料电池以cshso4固体为电解质传递h 其基本结构如下图 电池总反应可表示为 2h2 o2 2h2o 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 解析