高中化学 1.3 第2课时 化学电源多媒体教学课件 鲁科版选修4.ppt

第2课时化学电源 1 了解常见化学电源的种类及其工作原理 2 通过学习几种重要的化学电源 了解原电池在实际生活中的应用 锂电池 干电池 叠层电池 钮扣电池 化学电源是能够实际应用的原电池 化学电源 一次电池 二次电池 燃料电池 碱性锌锰电池 铅蓄电池 氢氧燃料电池 锂离子电池 银锌蓄电池 普通锌锰干电池 锌银钮扣电池 干电池 蓄电池或可充电电池 了解化学电源的分类 1 普通锌锰电池 一 干电池 用锌制桶形外壳作负极 位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极 在石墨周围填充nh4cl zncl2和淀粉作电解质溶液 还填充mno2的黑色粉末吸收正极放出的h2 防止产生极化现象 负极 正极 zn 2e zn2 2nh4 2e 2nh3 h2 1 酸性锌锰电池 请写出各电极的电极反应 2 碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵作电解质 其电极反应为 负极 zn 2oh 2e zno h2o正极 mno2 2h2o 2e mn oh 2 2oh 电池反应为 zn mno2 h2o zno mn oh 2 0 4 2 2 铅蓄电池 1 正负极材料 正极 pbo2 负极 pb 2 工作机制 电解质 h2so4溶液 2 二次电池 2pbso4 s 2h2o l pb s pbo2 s 2h2so4 aq 既能放电又能充电 放电过程总反应 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 2h2o l pb s so42 aq 2e pbso4 s 正极 pbo2 s 4h aq so42 aq 2e pbso4 s 2h2o l 氧化反应 还原反应 负极 放电过程 给铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 充电过程 pbso4 s 2e pb s so42 aq 还原反应 阴极 阳极 pbso4 s 2h2o l 2e pbo2 s 4h aq so42 aq 氧化反应 接电源负极 接电源正极 充电过程总反应 2pbso4 s 2h2o l pb s pbo2 s 2h2so4 aq 1 铅蓄电池的负极材料是 2 放电时pbo2电极上发生反应 pb电极上发生反应 填 氧化 或 还原 3 充电时 电池反应为 pb 还原 氧化 2pbso4 2h2o pbo2 pb 2h2so4 3 新型燃料电池 利用氢气 天然气等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池 用途 宇宙飞船 应用前景广阔 燃料电池不是把还原剂 氧化剂物质全部贮藏在电池内 而是在工作时 不断从外界输入 同时将电极反应产物不断排出电池 优点 能量转化率高 可持续使用 对环境友好 负极 2h2 4e 4h 正极 o2 4e 4h 2h2o 总反应方程式 2h2 o2 2h2o 1 酸性氢氧燃料电池 2 碱性氢氧燃料电池 电池总反应 2h2 o2 2h2o 负极 2h2 4oh 4e 4h2o 正极 o2 2h2o 4e 4oh 1 现有h2 o2构成的燃料电池 koh作电解质溶液 则负极应通入气 正极通入气 电极反应为 2 如把koh改为h2so4作电解质 则电极反应为 氢 负极 2h2 4e 4oh 4h2o 正极 o2 4e 2h2o 4oh 负极 2h2 4e 4h 正极 o2 4e 4h 2h2o 电极反应需考虑电解质溶液的参与 氧 酸性和碱性氢氧燃料电池中 反应进行一段时间后电解质溶液的ph分别如何变化 碱性氢氧燃料电池中ph变小 酸性氢氧燃料电池中ph变大 燃料电池 充电电池的一般解题思路 已知电池反应 根据化合价升降 确定正负极反应的物质 注意电解质溶液可能参与电极反应 判断电极反应式的对错或电解质溶液ph的变化 书写电极反应式的方法 1 将两极反应的电子得失数配平后 相加得到总反应 总反应减去一电极反应式即得到另一电极反应式 2 负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物与溶液的酸碱性有关 如 4价的c在酸性溶液中以co2形式存在 在碱性溶液中则以co32 形式存在 固体燃料电池 2h2 4e 2o2 2h2o o2 4e 2o2 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 将铂丝插入koh溶液作电极 然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气 可以形成原电池 由于发生的反应类似于甲烷的燃烧 所以称作甲烷燃料电池 根据对两极上反应的实质判断 通入甲烷的一极为 这一极的电极反应为 通入氧气的一极为 电极反应为 总反应为 负极 ch4 8e 10oh co32 7h2o 正极 o2 4e 2h2o 4oh ch4 2o2 2koh k2co3 3h2o 1 碱性锌锰干电池电池反应 zn mno2 h2o zno mn oh 2正极 mno2 2h2o 2e mn oh 2 2oh 负极 zn 2oh 2e zno h2o 0 4 2 2 正极 阴极 阳极 铅蓄电池 pb pbo2 2h2so42pbso4 2h2o 充电 放电 负极 放电 充电 pb 2e so42 pbso4 pbo2 2e so42 4h pbso4 2h2o pbso4 2e pb so42 pbso4 2e 2h2o pbo2 so42 4h 0 4 2 2 可充电电池 二次电池 在酸性或中性条件下 氢氧燃料电池中的电极反应 负极 2h2 4e 4h 正极 o2 4h 4e 2h2o 3 氢氧燃料电池电池总反应 2h2 o2 2h2o在碱性条件下 氢氧燃料电池中的电极反应 负极 2h2 4oh 4e 4h2o正极 o2 2h2o 4e 4oh 1 某种锂电池的总反应为li mno2 limno2 下列说法正确的是 a li是正极 电极反应为li e li b li是负极 电极反应为li e li c li是负极 电极反应为mno2 e mno2 d li是负极 电极反应为li 2e li2 b 3 2 锌锰干电池在放电时电池总反应方程式可以表示为 zn 2mno2 2nh4 zn2 mn2o3 2nh3 h2o在此电池放电时 正极 碳棒 上发生反应的物质是 a mno2和nh4 b zn2 和nh4 c znd 碳棒 a 3 如图为一种钮扣微型电池 其电极分别为ag2o和zn 电解质溶液是koh溶液 俗称银锌电池 该电池的总反应式为 zn ag2o zno 2ag 根据以上提供的资料 判断下列说法正确的是 a 锌为正极 ag2o为负极b 放电时正极附近溶液的ph升高c 放电时负极附近溶液的ph升高d 溶液中阴离子向正极方向移动 阳离子向负极方向移动 b 4 随着生活水平的不断提高 废电池必须集中处理的问题被提到议事日程上来 首要原因是 a 利用电池外壳的金属材料b 回收其中的石墨电极c 不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品d 防止电池中的汞 镉 铅等重金属离子污染水或土壤 d 5 双选 下图为氢氧燃料电池工作原理示意图 按此图提示 下列叙述不正确的是 a b电极的电极反应为 4oh 4e 2h2o o2 b a电极是负极c 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只能将氧化剂和燃料全部储藏在电池内的发电装置 a d 6 写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式 负极 正极 总反应 zn 2e zn2 2nh4 2e 2nh3 h2 zn 2nh4 zn2 2nh3 h2 7 按要求对下图中两极进行必要的连接并填空 1 在a图中 使铜片上冒h2气泡 请加以必要连接 则连接后的装置叫 电极反应式 锌板 铜板 2 在b图中 使a极析出铜 则b极析出 加以必要的连接后 该装置叫 电极反应