人教版选修4 第4章第2节 化学电源 课件（32张）.pptx

第四章电化学基础 第二节化学电源 1 知道化学电源的分类方法 2 熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理 3 了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害 设想其处理方法 学习目标定位 内容索引 一化学电池 二常见的化学电池 当堂检测 一化学电池 1 原电池的设计与判断 1 依据fe h2so4 feso4 h2 设计原电池 可选用作负极 作正极 用导线连接后 置于电解质溶液中 2 若电极材料选铜和石墨 电解质溶液选硫酸铁溶液 外加导线 也能构成原电池 其电极反应式 负极为 正极为 3 若 2 题中电极材料选铜和铁 则电极反应式 负极为 正极为 其电池总反应的离子方程式为 以上三种电池并不能提供稳定的电流 为了能提供稳定的电流 人们根据原电池的原理 设计了多种多样的化学电池 答案 导学探究 fe 2fe3 3fe2 铁片 铜片 或 石墨 稀硫酸 cu 2e cu2 2fe3 2e 2fe2 fe 2e fe2 2fe3 2e 2fe2 答案 2 化学电池是将的装置 其种类很多 常分为以下三类 请你举出生活中常见的电池 并将其分类填入下表 不断充入燃料 氧化剂 放完电以后不能再使用充电 放电可循环进行 化学能转化成电能 化学电池是一类应用范围广 实用性强的电源 分为一次电池 二次电池 充电电池 燃料电池 连续电池 使用后的废弃电池中含有汞 镉 铬 铅等大量的重金属和酸碱等有害物质 随处丢弃会给土壤 水源等造成严重的污染 废弃电池要进行回收利用 归纳总结 1 下列说法错误的是 a 依据原电池的原理设计出了化学电源b 原电池是化学电源的雏形c 判断电池的正负极只需看其正负极材料的活泼性d 氧化还原反应所释放的化学能 是化学电源的能量来源解析判断电池的正负极不仅与电极材料有关 还与电解质溶液有关 活学活用 1 2 c 解析答案 1 2 返回 2 下列说法中错误的是 a 化学电池是将化学能转变成电能的装置b 化学电池的种类包括一次电池 二次电池和燃料电池等c 化学电池供能稳定可靠 使用方便 易于维护d 废旧电池可以随意丢弃 d 答案 二常见的化学电池 1 一次电池 1 碱性锌锰电池是一种常用的一次电池 其负极是 正极是 电解质溶液是溶液 已知该电池总反应式 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 则 负极反应式 正极反应式 2 锌银电池具有比能量大 电压稳定 储存时间长等特点 试根据总反应式zn ag2o h2o zn oh 2 2ag判断 负极是 电极反应式为 正极是ag2o 电极反应式是 答案 导学探究 ag2o h2o 2e 2ag 2oh zn mno2 koh zn 2oh 2e zn oh 2 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh zn 2oh 2e zn oh 2 zn 相关视频 答案 2 二次电池铅蓄电池是常见的二次电池 其负极是 正极是 电解质溶液是 已知铅蓄电池的放电反应和充电反应表示如下 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 2h2o l 1 请你分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式负极 正极 2 放电过程中 电解质溶液的ph变 理由是 c h 减小 ph增大 pb pbo2 硫酸溶液 大 h2so4不断被消耗 使 相关视频 3 燃料电池 1 氢氧燃料电池用pt作电极 不断充入燃料 h2 和氧化剂 o2 分别在两极发生氧化反应和还原反应 电池总反应式是 氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应 o2 2h2o 4e 4oh 2h2 o2 2h2o 2h2 4e 4h o2 4h 4e 2h2o 2h2 4e 4h o2 2h2o 4e 4oh 2h2 4e 4oh 4h2o 答案 答案 2 燃料电池的燃料除氢气外 还有 等液体或气体 若用导线相连的两个铂电极插入koh溶液中 然后向两极分别通入甲醇 ch3oh 和氧气 发生原电池反应 在负极发生氧化反应的是 其最终产物是 负极反应式是 正极反应式是 总反应式是 3o2 6h2o 12e 12oh 烃 肼 甲醇 氨 煤气 ch3oh 2ch3oh 12e 相关视频 1 常见化学电池的比较 1 一次电池 活泼金属作负极 参与电极反应 放电完成后 不能再使用 2 二次电池 两电极都参与电极反应 可充电 放电 循环使用 3 燃料电池 两电极都不参与电极反应 不断充入的物质分别在两极发生反应 可连续使用 归纳总结 2 书写化学电池中电极反应式注意的问题 1 正确判断出化学电池的负极和正极 确定两极上分别发生的具体反应 2 确认电极得失电子后的产物是否能与电解质溶液发生反应 若能反应 则应写与电解质溶液反应后的电极反应式 3 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 4 书写二次电池的电极反应式时 要注意判断充电方向与放电方向 放电时的电极反应式倒过来即为充电时的电极反应式 注意电子的得失 活学活用 3 4 解析答案 3 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液 电池总反应式为zn s 2mno2 s 2h2o l zn oh 2 s 2mnooh s 下列说法中错误的是 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 2h2o l 2e 2mnooh 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 锌的质量减少6 5g解析本题要求利用原电池原理分析碱性锌锰电池 锌为负极 在反应中失去电子 电池工作时 电流由正极通过外电路流向负极 而电子移动方向与电流方向相反 故c错误 由电子守恒知d项正确 由该电池反应的总反应式和原电池原理写出正极反应式知b正确 5 c 4 铅蓄电池的两极分别为pb pbo2 电解质溶液为h2so4 工作时的电池反应为pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o 下列结论正确的是 a pb为正极被氧化b 溶液的ph不断减小c 只向pbo2处移动d 电解质溶液的密度不断减小解析由题给电极反应可以看出h2so4不断被消耗 故ph不断增大 h2so4浓度减小 溶液密度减小 所以b错 d对 由pb元素化合价的变化 可以看出pb是负极 所以a不正确 原电池工作时 整个电路中负电荷的流向是一致的 外电路中 电子由pb极流向pbo2极 内电路中 负电荷 和oh 移向pb极 所以c不正确 3 4 5 解析答案 d 3 4 5 5 用两根铂丝作电极插入koh溶液中 再分别向两极通入甲烷气体和氧气 可形成原电池 燃料电池 该电池放电时发生的反应为ch4 2koh 2o2 k2co3 3h2o 下列说法错误的是 a 通甲烷的一极为负极 通氧气的一极为正极b 放电时 通入o2一极附近溶液的ph升高c 放电一段时间后 koh的物质的量不发生变化d 通甲烷极的电极反应式是ch4 10oh 8e 7h2o 解析答案 3 4 5 解析原电池的负极发生氧化反应 正极发生还原反应 由总反应式知 此燃料电池的电极反应式是正极 2o2 4h2o 8e 8oh 负极 ch4 10oh 8e 7h2o由此可见a b d正确 错误的为c 答案c 返回 学习小结 当堂检测 1 2 4 3 解析答案 1 下列电池工作时 o2在正极放电的是 b 5 解析a项 锌锰电池 zn是负极 mno2为正极 所以正极放电的物质是二氧化锰 b项 氢燃料电池中 通入氢气的一极为电源的负极 发生氧化反应 通入氧气的一极为原电池的正极 c项 铅蓄电池负极为pb 正极为pbo2放电 d项 镍镉电池负极为cd 正极为nio oh 放电 解析答案 2 微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用 有一种锌银电池 其电极分别是ag2o和zn 电解质为koh 电极反应为zn 2oh 2e zn oh 2 ag2o h2o 2e 2ag 2oh 根据上述反应式 判断下列叙述中正确的是 a 在使用过程中 电池负极区溶液的ph增大b 在使用过程中 电子由ag2o极经外电路流向zn极c zn电极发生还原反应 ag2o电极发生氧化反应d zn是负极 ag2o是正极解析根据原电池原理 负极失去电子发生氧化反应 正极得到电子发生还原反应 可以判断该原电池中zn为负极 ag2o为正极 根据电极反应可以得知负极区溶液的ph减小 故a c错误 电子是从负极沿导线流向正极 故b错误 d 1 2 4 3 5 1 2 4 3 解析答案 5 3 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 下列叙述不正确的是 a 放电时负极反应为zn 2e 2oh zn oh 2b 充电时阳极反应为fe oh 3 3e 5oh 4h2oc 放电时每转移3mol电子 正极有1molk2feo4被氧化d 放电时正极附近溶液的碱性增强解析根据题给总反应式 高铁电池放电时必定是锌为负极失去电子 被氧化 高铁酸钾在正极得到电子 被还原 充电时 阳极上氢氧化铁被氧化成高铁酸钾 放电时正极附近生成oh 碱性增强 c 解析答案 1 2 4 3 5 4 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系 下列叙述错误的是 a a为电池的正极b 电池充电反应为limn2o4 li1 xmn2o4 xlic 放电时 a极锂的化合价发生变化d 放电时 溶液中li 从b向a迁移 1 2 4 3 5 解析图示所给出的是原电池装置 a项 由图示分析 金属锂易失电子 由原电池原理可知 含有锂的一端为原电池的负极 即b为负极 a为正极 故正确 b项 电池充电时为电解池 反应式为原电池反应的逆反应 故正确 c项 放电时 a极为原电池的正极 发生还原反应的是mn元素 锂元素的化合价没有变化 故不正确 d项 放电时为原电池 锂离子为阳离子 应向正极 a极 迁移 故正确 答案c 5 原电池是化学对人类的一项重大贡献 1 如图是甲烷燃料电池原理示意图 回答下列问题 电池的负极是 填 a 或 b 电极 该极的电极反应式为 电池工作一段时间后电解质溶液的ph 填 增大 减小 或 不变 解析ch4在反应时失去电子 故a电极是电池的负极 由于电池工作过程中会消耗oh 故一段时间后 电解质溶液的ph会减小 1 2 4 3 5 解析答案 a ch4 10oh 8e 7h2o 减小 2 熔融盐燃料电池具有很高的发电效率 因而受到重视 可用li2co