选修四 化学电源 优质课.ppt

化学电源 第二节 高二化学组谢浩勇 1 组成原电池的条件 复习 2 原电池中正负极的判断 发明电池的故事 伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家 有一天 伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文 说动物肌肉里贮存着电 可以用金属接触肌肉把电引出来 看了这篇论文 伏特非常兴奋 便决定亲自来做这个实验 他用许多只活青蛙反复实验 终于发现 实际情况并不像加伐尼所说的那样 而是两种不同的金属接触产生的电流 才使蛙腿的肌肉充电而收缩 为了证明自己的发现是正确的 伏特决定更深入地了解电的来源 为了纪念他的贡献 人们把电压的计量单位叫做伏特 简称伏 符号V 形形色色的电池 用途广泛的电池 用于汽车的铅蓄电池和燃料电池 化学电池 用途广泛的电池 用于 神六 的太阳能电池 笔记本电脑专用电池 手机专用电池 摄像机专用电池 各式各样的纽扣电池 化学电池的分类 化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池 是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源 又称连续电池 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后 就不能再次利用 又称充电电池或蓄电池 放电后经充电可使电池中的活性物质获得再生 恢复工作能力 可多次重复使用 阅读课文P74页并回答下列问题 1 化学电池与其它能源相比有哪些优点 2 判断电池的优劣标准主要是什么 能量转换效率高 供能稳定可靠 使用方便 易于维护 并可在各种环境下工作 单位质量或单位体积所能输出电能的多少 即比能量的大小 输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短 普通锌锰干电池 优点 制作简单 价格便宜 缺点 放电时间短 电压下降快 放电后久置 电解质溶液流出腐蚀电器 一 一次电池 Zn 2OH 2e Zn OH 2 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 总反应 Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2 碱性电池 碱性锌锰电池 Zn KOH MnO2 氢氧化氧锰 负极 正极 优缺点简析 缺点 多数只能一次使用 不能充电 价格较贵 优点 比能量和储存时间有所提高 适用于大电流和连续放电 其它一次电池 锌银电池 锂电池 锌银电池 纽扣电池 Zn KOH Ag2O 总反应 Zn Ag2O H2O Zn OH 2 2AgZn 2OH 2e Zn OH 2Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 负极 Zn 正极 Ag2O 锂电池 锂电池是新一代高能电池 目前已研究成功多种锂电池 其中用廉价的r MnO2作正极活性材料 电解质溶液是LiClO4溶于碳酸丙烯和二甲基氧乙烷的混合有机溶剂中 浓度为1mol L 电池反应为 负极的反应 Li e Li 正极的反应 Li MnO2 e LiMnO2 电池总反应 Li MnO2 LiMnO2 铅蓄电池 二 二次电池 总反应 Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 负极 Pb Pb s SO42 aq 2e PbSO4 s 正极 PbO2 PbO2 s 4H aq SO42 aq 2e PbSO4 s 2H2O l 铅蓄电池放电的电极反应 Pb H2SO4 PbO2 思考 1 放电过程中溶液的Ph如何变化 2 放电过程中两个电极板质量如何变化 阴极PbSO4 s 2e Pb s SO42 aq 阳极PbSO4 s 2H2O l 2e PbO2 s 4H aq SO42 aq 总反应 2PbSO4 s 2H2O l Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 铅蓄电池充电的反应 接电源负极 接电源正极 铅蓄电池的充放电过程 优缺点简析 缺点 比能量低 笨重 废弃电池污染环境 优点 可重复使用 电压稳定 使用方便 安全可靠 价格低廉 其它二次电池 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 聚合物锂离子蓄电池 小结 书写电极方程式注意事项 1 电极反应是一种离子反应 遵循书写离子反应的所有规则 如 拆 平 2 将两极反应的电子得失数配平后 相加得到总反应 总反应减去一极反应即得到另一极反应 3 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 Zn2 在碱性环境中以Zn OH 2形式存在 镉镍电池 镉镍电池总反应 Cd 2OH 2e Cd OH 2 2NiO OH 2H2O 2e 2Ni OH 2 2OH 负极 正极 典例分析 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 锌 锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液 电池总反应式为 Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s 2MnOOH s 下列说法错误的是 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 H2O l 2e 2MnOOH 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 锌的质量理论上减小6 5g C 分析 A 根据总反应可知Zn被氧化 为原电池的负极 故A正确 B 根据电池总反应式为 Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s 2MnOOH s 可知反应中Zn被氧化 为原电池的负极 负极反应为Zn 2e 2OH Zn OH 2 MnO2为原电池的正极 发生还原反应 正极反应为2MnO2 s H2O 1 2e 2MnOOH s 2OH aq 故B正确 C 原电池中 电子由负极经外电路流向正极 故C错误 D 负极反应为Zn 2e 2OH Zn OH 2 外电路中每通过0 2mol电子 消耗的Zn的物质的量为0 1mol 质量为0 1mol 65g mol 6 5g 故D正确 故选C 课堂回顾 化学电源 一次电池二次电池燃料电池 总反应 Zn 2MnO2 2H2O 2MnOOH Zn OH 2负极 Zn 2OH 2e Zn OH 2正极 2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH 总反应 Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2