苏教版必修2 专题二第三单元 化学能与电能的转化（第2课时） 课件（36张）.ppt

第三单元化学能与电能的转化第2课时化学电源 第2课时 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 探究整合应用 课前自主学案 一 化学电源人们根据原电池的反应原理 发明并制造了多种多样的化学电源 在日常生活 高科技领域 航天技术中化学电源是不可缺少的 化学电源具有能量转化率高 使用方便 用途广泛等优点 二 化学电源的分类化学电源可分为两类 一次电池 二次电池 其中一次电池又称为一次性电池 其特点是用过之后不能复原 二次电池充电后可重复多次使用 常见化学电源的组成与反应原理 zn 2nh4cl 2mno2 zn nh3 2cl2 2mno oh zn ag2o h2o zn oh 2 2ag pbo2 pb 2pbso4 2h2o 2h2so4 2ch3oh 3o2 6h2o 1 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机酸转化成氢气 氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电 电池负极反应为 a h2 2oh 2e 2h2ob o2 4h 4e 2h2oc h2 2e 2h d o2 2h2o 4e 4oh 答案 c 答案 a 3 一种燃料电池中发生的化学反应为 在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳 该电池负极发生的反应是 a ch3oh g o2 g 2e h2o l co2 g 2h aq b o2 g 4h aq 4e 2h2o l c ch3oh g h2o l 6e co2 g 6h aq d o2 g 2h2o l 4e 4oh 答案 c 课堂互动讲练 化学电源可分为一次电池和二次电池 二次电池放电时是原电池 遵循原电池原理 解析 该电池能充电 为二次电池 a不正确 根据li只有 1价可推知 lifepo4中的fe为 2价 b正确 放电时负极被消耗 化学能转化为电能 c正确 放电时 为原电池 电解质溶液中的阳离子应向正极移动 d正确 答案 a 变式训练1下列说法正确的是 a 镍镉电池 锂电池和锌锰电池都是二次电池b 燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池c 化学电池的反应原理是氧化还原反应d 铅蓄电池放电时正极是pb 负极是pbo2解析 选c 锌锰电池是一次电池 a不正确 燃料电池是一种高效不会污染环境的新型电池 b不正确 铅蓄电池放电时正极是pbo2 负极是pb d不正确 1 电极反应式的书写 1 负极反应式的书写 活泼金属作负极时 本身被氧化 若生成的阳离子不与电解质溶液反应 可直接写成产物为金属阳离子 如 zn 2e zn2 cu 2e cu2 若生成的金属阳离子与电解质溶液反应 应写成 金属失电子的反应式 与 阳离子与电解质溶 如 h2 o2 h2so4 原电池 正极反应式为 o2 4e 4h 2h2o h2 o2 koh 原电池 正极反应式为 o2 4e 2h2o 4oh 2 原电池反应式的书写两电极反应式 得失电子数相等时 将两电极反应式相加即得原电池反应式 特别提醒 在正极上 若是电解质溶液中的某种离子被还原 无论该离子是强电解质提供的 还是弱电解质提供的 一律写离子符号 而在原电池反应中 要遵循离子方程式的书写规则 只有易溶的强电解质用离子符号表示 写出下列原电池的电极反应式和总反应的化学方程式 1 负极 正极 总反应式 2 负极 正极 总反应式 3 负极 正极 总反应式 解析 1 铁作负极失2e 变成fe2 h 得e 变成h2 2 cu失2e 变成cu2 ag 得e 变成ag 3 fe失2e 变成fe2 得电子的是空气中的o2 因为nacl溶液为中性溶液 所以o2得电子后变为o2 立即结合h2o分子生成oh 答案 1 fe 2e fe2 2h 2e h2 fe h2so4 feso4 h2 2 cu 2e cu2 ag e agcu 2agno3 2ag cu no3 2 3 fe 2e fe2 2h2o o2 4e 4oh 2fe 2h2o o2 2fe oh 2 变式训练2 燃料电池中通燃料的一极作负极 通o2的一极作正极 常见的有ch4 ch3oh c2h6 h2等燃料电池 如图所示 可形成氢氧燃料电池 通常氢氧燃料电池有酸式 当电解质溶液为h2so4溶液时 和碱式 当电解质溶液为naoh aq 或koh aq 时 两种 试回答下列问题 氢氧燃料电池示意图 1 酸式电池的电极反应 负极 正极 电池总反应 电解质溶液ph的变化 填 变大 变小 或 不变 2 碱式电池的电极反应 负极 正极 电池总反应 电解质溶液ph的变化 填 变大 变小 或 不变 解析 燃料电池所用的介质不同 相应的电极反应就不同 但无论如何书写 两电极反应相叠加始终等于燃料的燃烧反应 这也是验证电极反应是否正确的一种方法 1 正极上 o2得电子变为o2 溶液中o2 不能单独存在 酸性条件下与h 结合生成h2o 负极上 h2失电子变为h h 进入电解质溶液 电池总反应为h2在o2中燃烧的反应 由于有水生成 溶液将逐渐变稀 故ph增大 2 正极上 o2得电子变为o2 溶液中o2 不能单独存在 碱性条件下与h2o分子结合生成oh 负极上 h2失去电子变为h 碱性条件下h 不能大量存在 与oh 结合生成水 电池 总反应也是h2在o2中的燃烧反应 同样 由于有水生成 c oh 变小 ph变小 答案 1 2h2 4e 4h o2 4e 4h 2h2o2h2 o2 2h2o变大 2 2h2 4e 4oh 4h2oo2 4e 2h2o 4oh 2h2 o2 2h2o变小 变式训练3 3 开始放电时 正极附近溶液的ph 填 增大 减小 或 不变 探究整合应用 废旧电池的回收利用一节电池烂在地里 能够使一平米的土地失去利用价值 对自然环境威胁最大的5种物质中 电池里就含了3种 废电池一般都运往专门的有毒 有害垃圾填埋场 但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费 因为其中尚有不少可作原料的有用物质 回收利用废旧电池 不仅能减少环境污染 而且还能减少资源的浪费 某学校设计了一节实验活动课 让学生从废旧电池中回收碳棒 mno2 nh4cl zncl2等物质 整个实验过程如下 回答有关问题 1 干电池的基本构造和工作原理如图为干电池的基本构造图 干电池工作时负极上的电极反应是 mno2的作用是除去正极上的产物h2 该反应方程式为2mno2 h2 mn2o3 h2o 2 锌皮和碳棒的回收用钳子和剪子剪开待回收的干电池的锌筒 将锌皮和碳棒取出 并用毛刷刷干净 将电池内的黑色粉末移入烧杯中 3 氯化铵 氯化锌的提取 检验和分离 如何从黑色粉末中提取nh4cl和zncl2等晶体的混合物 写出简要的实验步骤 设计简单