【风向标】高考化学 第四章 第二节　化学电源课件 新人教版选修4.pptVIP

第二节化学电源 一 化学电池1 定义 化学电池是将 转变成 的 装置 化学能 电能 转化率高 2 分类 一次电池 如普通锌锰电池 银锌电池 二次电池 如铅蓄电池 燃料电池 如氢氧燃料电池 甲醇燃料电池 3 优点 1 能量 供能稳定可靠 2 可制成各种形状和大小 不同容量和电压的电池及电池组 3 使用方便 易于维护 并可在各种环境下工作 负极 二 一次电池 干电池 zn mno2 koh 1 概念 一次电池的活性物质 发生氧化还原反应的物质 消耗到一定程度 就不能再用了 电池中的电解溶液制成胶状 不流动 也叫做 2 常见的一次电池 1 碱性锌锰电池 组成 负极 正极 电解质 工作原理 负极 正极 石墨 总反应式 2 锌银电池 ag2o koh 组成 负极 正极 电解质 工作原理 正极 总反应方程式 zn 三 二次电池 充电电池 蓄电池 1 定义 二次电池又称 或 它在放电时所进行的氧化还原反应 在充电时又逆向进行 使活性物质恢复原状 如此充放电可循环进行 至一定周期后终止 2 常见的二次电池 铅蓄电池 1 铅蓄电池的放电原理 负极 正极 2 铅蓄电池的充电原理 阳极 阴极 四 燃料电池1 定义 燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池 氧气 氢气 2 组成 以氢氧燃料电池为例 正极室 通 氧化剂 负极室 通 燃料 电解质 稀硫酸溶液 电极材料 铂电极 3 工作原理 总反应 负极 正极 燃料电池 1 氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池 主要用于航天领域 它的电极材料一般为惰性电极 具有很强的催化活性 如铂电极 活性炭电极等 该电池以氢气为燃料 氧气为氧化剂 可用酸性电解质 如稀h2so4 也可用碱性电解质 如koh溶液 氢氧燃料电池构造如图4 2 1所示 图4 2 1 氢氧燃料电池在不同介质中发生的电极反应归纳如下表 2 甲烷燃料电池该电池用金属铂片插入koh溶液中作电极 在负极通入甲烷 正极通入氧气 电池的电极反应式书写 1 书写要遵循的原则 1 原电池两电极上分别发生氧化反应和还原反应 因此电极反应式的书写要遵循质量守恒 得失电子守恒及电荷守恒 2 弱电解质 气体和难溶物均写成化学式 其余的用离子 符号表示 3 正极产物 负极产物根据题意或化学方程式确定 也要 注意电解质溶液的成分对电极产物的影响 2 书写步骤 1 首先判断该电池所依据的化学反应 从而确定两个半反应即电极反应 2 给出总反应式 写电极反应式各类电极反应式的一般书写如下 列物质 标得失 选离子 配电荷 配个数 巧用水 两式加 验总式 以 2h2o 电 氢氧燃料电池为例 已知总电池反应为2h2 o2解质溶液为koh溶液 试写出两极反应式 负极书写步骤为 同理 正极电极反应式书写如下 将正负两电极反应方程式相加 得到反应式与总反应式相符 说明写法正确 3 书写充电电池 燃料电池电极反应式的注意事项 1 充电电池 在书写可充电池电极反应式时 关键是明确电池和电极 放电为原电池 充电为电解池 原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应 对应元素化合价升高 原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应 对应元素化合价降低 2 燃料电池 电池的负极一定是可燃性物质 失电子发生氧化反应 电池的正极多为氧气或空气 得电子发生还原反应 电极材料一般不参加化学反应 只是一个催化转化元 件 书写电极反应式时 要分清电解质溶液的酸碱性 在碱 性电解质溶液中 电极反应式中不能出现h 在酸性电解质溶液中 电极反应式中不能出现oh 正 负两极的电极反应式在得失电子守恒的前提下 相加后的电池反应必然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 各种电池工作原理的考查 例1 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 a 电池工作时 锌失去电子 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 锌的质量理论上减少6 5g 名师点拨 根据电池总反应可知 反应中zn失去电子 根据电极反应可以确定外电路中每通过0 2mol电子 就有0 1molzn发生反应 质量为6 5g 原电池中电子由负极通过外电路流向正极 答案 c 1 2011年广东梅州检测 氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上 其反应原理示意图如图4 2 2 下列有关氢氧燃料电 池的说法正确的是 d a 该电池工作时电能转化为化学能b 该电池中电极b是负极c 外电路中电子由电极b通过导线流向 图4 2 2 电极ad 该电池的总反应 2h2 o2 2h2o 2 双选 据报道 锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池 因为锌电池容量大 而且没有铅污染 其电池反应为2zn o2 2zno 原料为锌粒 电解液和空气 下列叙述正确 的是 bd a 锌为正极 空气进入负极反应 zn2 b 负极反应为zn 2e c 正极发生氧化反应d 电解液肯定不是强酸 新型化学电池 例2 双选 固体氧化物燃料电池是由美国西屋公司研制开发的 它以固体氧化锆 氧化钇为电解质 这种固体电解质在高温下允许氧离子 o2 在其间通过 该电池的工作原理如图4 2 3所示 该电池的一极 a 填充氧气 另一极 b 填充氢气 其中多孔电极a b均不参与电极反应 下列判断正 确的是 图4 2 3 答案 ad d 充电时阳极附近溶液的碱性增加 答案 ad a 充电时阴极发生氧化反应 c 通入0 25mol氧气并完全反应后 有0 5mol电子转移d 放电一段时间后 通入氧气的电