第二章+第二节+化学电源第2课时

第二节化学能与电能,第二章化学反应与能量,学习目标定位1.知道干电池、充电电池、燃料电池等发展中的化学电源的特点。2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。3.能正确书写简单化学电源的电极反应式。,第2课时发展中的化学电源,一、常见的化学电源,1.锌锰干电池,(1)锌锰干电池是以锌筒为极，石墨棒为极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作_。,负,正,电解质,(2)锌锰电池是一次性电池，放电之后_充电，内部的氧化还原反应是_的。负极发生的电极反应为_，正极发生的电极反应为2MnO22NH4+2e=Mn2O32NH3H2O。,不能,不可逆,Zn2e=Zn2,改进措施：在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成性锌锰电池。,(3)锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气涨或漏液，会导致电器设备的腐蚀。,碱,(1)充电电池又称二次电池。充电电池在放电时所进行的_反应，在充电时又_进行，_物重新转化为_物，使充电、放电可在一定时期内循环进行。,2.充电电池,充电电池中能量的转化关系是,氧化还原,逆向,生成,反应,充电,化学能,电能,放电,常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便安全。负极是，正极是，电解质溶液是；,(2)常见的充电电池,铅蓄电池,Pb,PbO2,硫酸溶液,以为负极，为正极，以为电解质，寿命比铅蓄电池长，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重污染环境；,镍镉电池,碱金属中的是最轻的金属，活动性，是制造电池的理想物质。电池是新一代可充电的绿色电池。,Cd,NiO(OH),KOH,Li,极强,锂离子,3.燃料电池,(1)燃料电池是通过_与_分别在两个电极上发生_反应，将_能直接转化为_能的装置。,(2)燃料电池与火力发电相比，其燃料的利用率、能量转化率。与干电池或者蓄电池的主要差别在于反应物不是储存在电池部，而是由外设装备提供和等。,燃料气体,氧气,氧化还原,化学,电,高,高,内,燃料,氧化剂,(3)以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下：负极：_；正极：_；总反应：_。,2H24OH4e=,4H2O(氧化反应),O22H2O4e=,2H2O2=2H2O,4OH(还原反应),化学电池的基本类型,(1)活泼金属作负极，被腐蚀或消耗，发生氧化反应，如锌锰干电池。,(3)两电极均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如燃料电池。,(2)两电极都参加反应，如铅蓄电池。,1.下列有关电池叙述，正确的是()A.水果电池是高效环保的家用电池B.锌锰干电池是一种常用的二次电池C.锌锰干电池碳棒是负极，锌片是正极D.锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄,D,2.汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：PbO2Pb2H2SO4=2PbSO42H2O，根据此反应判断，下列叙述中正确的是()A.Pb是正极B.PbO2得电子，被氧化C.负极反应是PbSO42-2e=PbSO4D.电池放电时，溶液的酸性增强,C,解析从铅蓄电池的放电反应可以看出：放电过程中Pb失去电子变为Pb2，发生氧化反应，因而Pb是负极；PbO2得到电子发生还原反应，被还原；反应过程中消耗了H2SO4，使溶液的酸性减弱。,返回,二、原电池电极反应式的书写方法,1.负极反应式的书写,先判断负极材料，然后再分析其反应特点，并注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。,(1)锌锰干电池(ZnCNH4Cl)的负极是_，其负极反应特点是_，负极反应式是_。,Zn,锌本身失去电子生成Zn2，Zn2与,电解质溶液成分不反应,Zn2e=Zn2,(2)铅蓄电池(PbPbO2H2SO4)的负极是，其负极反应特点是_，负极反应式是。,(3)氢氧燃料电池(PtPtKOH)的负极是，其负极反应特点是_，负极反应式是。,Pb,Pb失去电子生成Pb2，Pb2与电解质溶液中的,SO42-反应生成PbSO4,Pb2eSO42-=PbSO4,Pt,Pt为惰性电极，燃料氢气失去电子生成H，,H与电解质溶液中的OH反应生成H2O,H22e2OH=2H2O,2.正极反应式的书写,(1)首先判断在正极发生反应的物质,当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是；,当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是。,电解质溶液中的某种微粒,溶解在电解质溶液中的O2,(2)然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。,(3)甲烷燃料电池用铂作电极插入KOH溶液中，其正极反应式是；铜锌原电池(ZnCuH2SO4)的正极反应式是_。,O22H2O4e=4OH,2H2e=H2,书写原电池电极反应式时注意的问题,(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。,(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原，提供该离子的电解质无论电离难易如何，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)。,(2)确认电极得失电子后的产物是否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.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为LiMnO2=LiMnO2，下列说法正确的是()A.Li是正极，电极反应为Lie=LiB.Li是负极，电极反应为Lie=LiC.MnO2是负极，电极反应为MnO2e=MnO2-D.Li是负极，电极反应为Li2e=Li2,答案B,4.有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。(1)负极材料是_，电极反应为_。(2)正极材料是_，电极反应为_。,O22H2O4e=4OH,锌,铂,2Zn4e=2Zn2,解析以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人的心脏起搏器的能源，正极是铂，负极是锌，电解质溶液是人体血液，工作时，负极锌被氧化，血液中的O2得到电子被还原。正极的反应为O24e2H2O=4OH；负极的反应为2Zn4e=2Zn2。,理解感悟根据原电池反应书写电极反应式若已知电池总反应式，要写电极反应式，一般处理方法是根据化合价变化规律先判断负极材料，负极材料若是金属则失电子而变为相应的阳离子(注意：Fe失电子一般变为Fe2)，负极材料若是其他被氧化的物质，则失电子变为相应的氧化产物，然后再推断正极反应式，可利用总反应式与已知某一极的电极反应式作差推出。,返回,返回,1.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是()A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.防止电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品D.回收其中的石墨电极,B,1,2,3,4,5,解析回收电池的主要目的是防止对环境的污染。,2.下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中，锌电极是负极,B,1,2,3,4,5,解析电池中电子由负极流向正极，B项电子应从Zn电极流向Cu电极。,3.已知空气锌电池的电极反应为锌片：Zn2OH2e=ZnOH2O；碳棒：O22H2O4e=4OH，据此判断，锌片是()A.正极，被还原B.正极，被氧化C.负极，被还原D.负极，被氧化,1,2,3,4,5,D,A.该电池工作时电能转化为化学能B.该电池中电极a是正极C.外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD.该电池的总反应：2H2O2=2H2O,4.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下所示。下列有关氢氧燃料电池的说法，正确的是