化学必修2第二章第二节《发展中的化学电源》.ppt

第二章化学反应与能量,第二节化学能与电能,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.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,干电池（一次性电池）,1、锌锰干电池,2NH4+2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2O,Zn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O,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。,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。,碱,负极(锌筒)：,正极(石墨)：,总反应：,Zn2e-=Zn2+,1、碱性锌锰电池,Zn2e-+2OH-=Zn(OH)2,Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3,KOH,负极：,正极：,总反应：,2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-,注意：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。,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.充电电池（二次电池）,充电电池中能量的转化关系是,充电,化学能,电能,放电,总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,负极（Pb）：Pb+SO42-2e-=PbSO4,正极（PbO2）：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,2、充电电池（二次电池）,已知：PbSO4难溶于水,铅蓄电池,汽车用的蓄电池,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。,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。,燃料气体,氧气,氧化还原,化学,电,3、燃料电池：,氢氧燃料电池,总反应：2H2+O2=2H2O,负极（石墨）：2H24e-=4H+,正极（石墨）：O2+4H+4e-=2H2O,a酸式（电解质溶液为酸溶液）,电解质溶液的酸碱性对电极反应的影响,电极材料：铂电极或石墨电极,3、燃料电池：,氢氧燃料电池,负极（石墨）：2H2+4OH-4e-=4H2O,正极（石墨）：O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应：2H2+O2=2H2O,b碱式（电解质溶液为碱溶液）,电解质溶液的酸碱性对电极反应的影响,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。,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。,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-=PbSO4,2.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。,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=H2,1.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。,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,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(),1,2,3,4,5,燃料电池是将化学能转化为电能,a极通入H2发生氧化反应，是电池的负极,外电路中电子由负极流向正极，即由电极a通过导线流向电极b,D,5.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe2H2OO2=2Fe24OH。负极反应式是_；正极反应式是_。,1,2,3,4,5,2H2OO24e=4OH,2Fe4e=2Fe2,返回,改变燃料,CH2,正极（惰性材料）：2O2+