高中化学 专题1 化学反应与能量变化 1.2.2 化学电源课件 苏教版选修4.ppt

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 o2 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