高中化学 第四章第二节化学电源课件 新人教版选修4.ppt

氧化还原 电能 一 化学电池将转化为电能的装置 1 分类 化学能 2 优点具有高 供能稳定可靠 使用方便 易于维护等优点 3 判断电池优劣的主要标准 1 比能量 即单位质量和单位体积所能输出电能的多少 单位 w h kg 或 w h l 2 比功率 即单位质量或单位体积所能输出功率的大小 单位 w kg 或 w l 3 电池的长短 能量转化率 可储存时间 二 几种常见的化学电池1 一次电池 1 碱性锌锰电池 构造 组成 正极 负极 电解质 工作原理 负极反应 正极反应 总反应 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 mno2 zn koh zn 2oh 2e zn oh 2 2mno2 2e 2h2o 2mnooh 2oh 2 银锌电池 构造 组成 负极 正极 电解质 工作原理 负极反应 正极反应 电池反应 zn ag2o koh zn 2oh 2e zn oh 2 ag2o 2e h2o 2ag 2oh zn ag2o h2o zn oh 2 2ag 2 二次电池 以铅蓄电池为例 1 构造 2 组成 正极 负极 电解质 3 工作原理 铅蓄电池是最常见的二次电池 其电极反应分为放电和充电两个过程 pbo2 h2so4溶液 pb 放电过程的电极反应 总反应 负极 正极 总反应 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 充电过程的电极反应 总反应 阴极 还原反应 阳极 氧化反应 总反应 2pbso4 2h2o pb pbo2 2h2so4 3 燃料电池 以酸性氢氧燃料电池为例 1 构造 2 工作原理 负极反应 正极反应 电池反应 h2 2e 2h 1 想一想 连一连 a 干电池 一次电池b 铅蓄电池 二次电池c 锌锰电池 燃料电池d 氢氧燃料电池 绿色电池答案 a b c d 2 人造卫星用到的一种高能电池 银锌电池 其电极反应为 zn 2oh 2e zn oh 2 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 根据反应式判断氧化银是 a 负极被氧化b 正极被还原c 负极被还原d 正极被氧化 分析 银锌电池放电时 ag2o得到电子被还原为ag 故ag2o作电池的正极 答案 b 3 下列化学电源属于绿色电池的是 a 干电池b 镍镉电池c 锌锰电池d 氢氧燃料电池 解析 干电池 镍镉电池 锌锰电池都含有一些毒性很强的重金属 会给土壤 水源造成严重的污染 并通过食物链给人体健康造成威胁和危害 答案 d 4 讨论铅蓄电池放电时 pbso4只在负极上生成吗 答案 不是 正极和负极上均生成pbso4 5 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机物转化为氢气 氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电 电池的负极反应式为 分析 该燃料电池中h2失去电子 产生h 因此通h2的电极为负极 由于该电池用h3po4作电解质 故负极反应式为h2 2e 2h 答案 h2 2e 2h 1 一般电极反应式的书写 例1 2011 安徽高考 研究人员最近发明了一种 水 电池 这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电 在海水中电池总反应可表示为 5mno2 2ag 2nacl na2mn5o10 2agcl 下列 水 电池在海水中放电时的有关说法正确的是 a 正极反应式 ag cl e agclb 每生成1molna2mn5o10转移2mol电子c na 不断向 水 电池的负极移动d agcl是还原产物 解析 分析元素化合价变化 推知 水电池 中ag失去电子 作负极 电极反应式为ag e cl agcl agcl应为氧化产物 mno2得到电子作正极 根据得失电子守恒 每生成1molna2mn5o10转移2mol电子 原电池工作过程中 阳离子 na 应向正极运动 答案 b 若原电池正 负两极产生的阴 阳离子能与电解质溶液中的离子发生反应时 要把后续反应一并写入电极反应式中 如本题中负极反应应为ag e cl agcl 而不是ag e ag 1 工作原理 1 以h2 烃 醇 肼作燃料在负极上失电子发生氧化反应 以空气或o2作氧化剂在正极上得到电子 连续不断的把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能 2 所用电极一般为惰性电极 3 所用电解质为酸 或碱 熔融氧化物 或熔融盐 等 2 应用实例 1 氢氧燃料电池 a 在熔融电解质中 o2 由负极移向正极b 该电池的总反应是 c3h8 5o2 3co2 4h2oc 电路中每通过5mol电子 约有5 6l标准状况下的丙烷被完全氧化d 通入丙烷的电极为电池负极 发生的电极反应为 c3h8 20e 10o2 3co2 4h2o 解析 该燃料电池的化学反应原理是 c3h8 5o2 3co2 4h2o b正确 放电过程中通入丙烷的电极为负极 c3h8 20e 10o2 3co2 4h2o c正确 通入o2的电极为正极 o2 4e 2o2 产生的o2 将向负极移动 a项错 答案 a 书写燃料电池电极反应式的方法 1 电池的负极反应物是还原性物质 失去电子发生氧化反应 电池的正极反应物是氧化性物质 得到电子发生还原反应 2 写电极反应式时 一定要注意电解质是什么 电解质溶液的酸碱性如何 其中阴 阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应 3 正 负两极的电极反应式在得失电子相等时相加 所得电池反应必是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加反应式 点击下图进入 课堂10分钟练习 1 燃料电池是连续不断的将燃料和氧化剂的化学能转化为电能的装置 2 铅蓄电池放电