15-11-17高二化学《原电池2+化学电源》(课件)

1、湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 原电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 (2)盐桥的作用盐桥的作用 提供定向移动的阴、阳提供定向移动的阴、阳 离子，平衡两边溶液的电荷。离子，平衡两边溶液的电荷。 使由它连接的两溶液保持电使由它连接的两溶液保持电 中性中性，盐桥保障了电子通过盐桥保障了电子通过 外电路从锌到铜的不断转移，外电路从锌到铜的不断转移， 使锌的溶解和铜的析出过程使锌的溶解和铜的析出过程 得以得以持续进行持续进行。 双液原电池的工作原理双液原电池的工作原理 (1)盐桥中装有饱和的盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的

2、溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出，但胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出，但离子离子 可以自由移动可以自由移动。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 练习练习 1.有关电化学知识的描述正确的是有关电化学知识的描述正确的是( ) A.CaO+H2O=Ca(OH)2, 可以放出大量的热可以放出大量的热, 故可把该反应设计成原电池故可把该反应设计成原电池, 把其中的化学能转把其中的化学能转 化为电能化为电能 B.某原电池反应为某原电池反应为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2 +2Ag, 装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的装置中的盐桥中可以是装有含琼胶

3、的KCl 饱和溶液饱和溶液 C.因为铁的活泼性强于铜因为铁的活泼性强于铜, 所以将铁所以将铁 铜用铜用 导线连接后放入浓硝酸中导线连接后放入浓硝酸中, 若能组成原电池若能组成原电池, 必必 是铁做负极是铁做负极 铜做正极铜做正极 D.理论上说理论上说, 任何能自发进行的氧化还原反任何能自发进行的氧化还原反 应都可设计成原电池应都可设计成原电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化学电源 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化学电池化学电池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程

4、学校2015年下学期制作 07 活性物质消耗到一定程度，就活性物质消耗到一定程度，就 不能使用不能使用 化学电池化学电池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化学电池化学电池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 二次电池（充电电池或蓄电二次电池（充电电池或蓄电 池）：放电后可以再充电使活池）：放电后可以再充电使活 性物质获得再生；性物质获得再生； 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化学电池化学电池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 一种连

5、续将燃料和氧化剂的化一种连续将燃料和氧化剂的化 学能直接转换成电能的化学电学能直接转换成电能的化学电 池池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 普通干电池普通干电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 普通干

6、电池普通干电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 普通干电池普通干电池 锌银纽扣电池锌银纽扣电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 普通干电池普通干电池 锌银纽扣电池锌银纽扣电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池

7、 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 铅蓄电池铅蓄电池 普通干电池普通干电池 锌银纽扣电池锌银纽扣电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 铅蓄电池铅蓄电池 锌银蓄电池锌银蓄电池 普通干电池普通干电池 锌银纽扣电池锌银纽扣电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 铅蓄电池铅蓄电池 锂离子电池锂离子电池 锌银蓄电池锌银蓄电池 普通干电池普

8、通干电池 锌银纽扣电池锌银纽扣电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 铅蓄电池铅蓄电池 锂离子电池锂离子电池 锌银蓄电池锌银蓄电池 普通干电池普通干电池 锌银纽扣电池锌银纽扣电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 铅蓄电池铅蓄电池 氢氧燃料电池氢氧燃料电池 锂离子电池锂离子电池 锌银蓄电池锌银蓄电池 普通干电池普通干电池

9、锌银纽扣电池锌银纽扣电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 化化 学学 电电 池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 碱性锌锰电池碱性锌锰电池 铅蓄电池铅蓄电池 氢氧燃料电池氢氧燃料电池 锂离子电池锂离子电池 锌银蓄电池锌银蓄电池 普通干电池普通干电池 锌银纽扣电池锌银纽扣电池 小型高性能小型高性能 燃料电池燃料电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 1、化学电池优点、化学电池优点 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 1、化学电池优点、化学电池优点 能量转换效率高，供能稳定可

10、靠。能量转换效率高，供能稳定可靠。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 1、化学电池优点、化学电池优点 能量转换效率高，供能稳定可靠。能量转换效率高，供能稳定可靠。 可以制成各种形状和大小、不同容量和可以制成各种形状和大小、不同容量和 电压的电池和电池组，使用方便。电压的电池和电池组，使用方便。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 1、化学电池优点、化学电池优点 能量转换效率高，供能稳定可靠。能量转换效率高，供能稳定可靠。 可以制成各种形状和大小、不同容量和可以制成各种形状和大小、不同容量和 电压的电池和电池组，使用方便。电压的电

11、池和电池组，使用方便。 易维护，可在各种环境下工作。易维护，可在各种环境下工作。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 2、判断电池优劣的标准、判断电池优劣的标准 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 2、判断电池优劣的标准、判断电池优劣的标准 比能量比能量 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 2、判断电池优劣的标准、判断电池优劣的标准 比能量比能量 指电池单位质量或单位体积所能输出指电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少。电能的多少。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作

12、07 2、判断电池优劣的标准、判断电池优劣的标准 比能量比能量 单位：单位：(Wh)/kg，(Wh)/L 指电池单位质量或单位体积所能输出指电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少。电能的多少。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 2、判断电池优劣的标准、判断电池优劣的标准 比能量比能量 单位：单位：(Wh)/kg，(Wh)/L 指电池单位质量或单位体积所能输出指电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少。电能的多少。 比功率比功率 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 2、判断电池优劣的标准、判断电池优劣的标准 比能量比能量 单

13、位：单位：(Wh)/kg，(Wh)/L 指电池单位质量或单位体积所能输出指电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少。电能的多少。 比功率比功率 指电池单位质量或单位体积所能输出指电池单位质量或单位体积所能输出 功率的大小。功率的大小。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 2、判断电池优劣的标准、判断电池优劣的标准 比能量比能量 单位：单位：(Wh)/kg，(Wh)/L 指电池单位质量或单位体积所能输出指电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少。电能的多少。 比功率比功率 单位：单位：W/kg，W/L 指电池单位质量或单位体积所能输出指电池单位质量或单位体积所

14、能输出 功率的大小。功率的大小。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 (1)正负极正负极/电解质电解质 1、碱性锌锰电池、碱性锌锰电池 (2)工作机制工作机制 碱性锌锰电池构造示意图碱性锌锰电池构造示意图 正极：正极：负极：负极： 电解质：电解质： Zn2MnO22H2O Zn(OH)22MnOOH 负极：负极： 正极：正极： 一、一次电池一、一次电池 氢氧化氧锰氢氧化氧锰 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 锌银电池是一种纽扣式且容量大的电池，锌银电池是一种纽扣式且容量大的电池， 电极分别是电极分别是_和和_，电解质溶液，电解质

15、溶液 为为_。 负极：负极： 正极：正极： 总反应方程式为：总反应方程式为： Zn+Ag2O +H2O=2Ag +Zn(OH)2 2、钮扣电池、钮扣电池锌银电池锌银电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 （1）铅蓄电池）铅蓄电池 1. 正负极材料正负极材料 正极：正极： 负极：负极： 2. 工作机制工作机制 电解质：电解质： 二、二次电池二、二次电池 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) 放电过程总反应：放电过程总反应： 负极：负极： 正极：正极： 二、二次电池二、二次电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学

16、校2015年下学期制作 07 优点：优点： 缺点：缺点： （1）铅蓄电池）铅蓄电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 优点：优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安可重复使用、电压稳定、使用方便、安 全可靠、价格低廉。全可靠、价格低廉。 缺点：缺点： （1）铅蓄电池）铅蓄电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 比能量低、笨重、废弃电池污染环境。比能量低、笨重、废弃电池污染环境。 优点：优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安可重复使用、电压稳定、使用方便、安 全可靠、价格低廉。全可靠、价格低廉。 缺点：缺点： （1）铅蓄电

17、池）铅蓄电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 【练习【练习】碱性电池具有容量大、放电电流大的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。锌特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢锰碱性电池以氢 氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为： Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 下列说法错误的是下列说法错误的是 A 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子 B 电池正极电极反应式为：电池正极电极反应式为： 2MnO2 s H2O l 2e Mn2O3 s 2OH aq C 电池工

18、作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D 外电路中每通过外电路中每通过0 2 mol电子，锌的质量理论电子，锌的质量理论 上减小上减小6 5 g 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 燃料电池是一种连续地将燃料与氧化剂燃料电池是一种连续地将燃料与氧化剂 的化学能直接转化成电能的化学电源。它与的化学能直接转化成电能的化学电源。它与 一般化学电池不同，一般化学电池不同，它不是把还原剂、氧化它不是把还原剂、氧化 剂物质全部贮存在电池内，剂物质全部贮存在电池内，而是在工作时而是在工作时， 不断地从外界输入，不断地从外界输入，同时把同时

19、把电极反应产物不电极反应产物不 断排出电池。断排出电池。 三、燃料电池三、燃料电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 三、燃料电池三、燃料电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 三、燃料电池三、燃料电池 具体来说，具体来说，将氢气、将氢气、烃、肼、甲醇、氨、烃、肼、甲醇、氨、 煤气等煤气等在氧气中燃烧时的化学能直接转化为在氧气中燃烧时的化学能直接转化为 电能的装置叫电能的装置叫燃料电池燃料电池

20、。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 三、燃料电池三、燃料电池 具体来说，具体来说，将氢气、将氢气、烃、肼、甲醇、氨、烃、肼、甲醇、氨、 煤气等煤气等在氧气中燃烧时的化学能直接转化为在氧气中燃烧时的化学能直接转化为 电能的装置叫电能的装置叫燃料电池燃料电池。 燃料电池中：燃料电池中： 负极负极发生氧化反应的物质是发生氧化反应的物质是燃料燃料， 正极正极发生还原反应的物质是发生还原反应的物质是氧气氧气。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 氢氧燃料电池氢氧燃料电池 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07

21、 氢氧燃料电池氢氧燃料电池 正极室：通正极室：通氧氧气气负极室：通负极室：通氢氢气气 正负极使用铂电极正负极使用铂电极 电解质：电解质：H2SO4或或KOH溶液溶液 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 电解质溶液为电解质溶液为H2SO4溶液时：溶液时： 负极：负极： 正极：正极： 当电解质溶液为当电解质溶液为KOH溶液时：溶液时： 负极：负极： 正极：正极： 1、氢氧燃料电池、氢氧燃料电池 总反应方程式为：总反应方程式为：2H2+O2=2H2O 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 2. 甲烷燃料电池甲烷燃料电池 将铂丝插入将铂丝插

22、入KOH溶液溶液作电极，然后向两个作电极，然后向两个 电极上分别通入电极上分别通入甲烷和氧气甲烷和氧气，可以形成原电池，可以形成原电池， 由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作 燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入 甲烷的一极为甲烷的一极为_，这一极的电极反应为，这一极的电极反应为 _； 通入氧气的一极为通入氧气的一极为_，电极反应为，电极反应为 _，总反应为，总反应为 _。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 2. 甲烷燃料电池甲烷燃料电池 将铂丝插入将铂丝插入KOH溶液溶液

23、作电极，然后向两个作电极，然后向两个 电极上分别通入电极上分别通入甲烷和氧气甲烷和氧气，可以形成原电池，可以形成原电池， 由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作 燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入 甲烷的一极为甲烷的一极为_，这一极的电极反应为，这一极的电极反应为 _； 通入氧气的一极为通入氧气的一极为_，电极反应为，电极反应为 _，总反应为，总反应为 _。 负极负极 CH410OH 8e CO32 7H2O 正极正极 2O2 4H2O 8e 8OH CH4 2O22KOH K2CO3 3H2O 湖南长郡卫

24、星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 小结：电极反应式和化学方程式的书写：小结：电极反应式和化学方程式的书写： 类型类型1. 由化学方程式书写电极反应式：由化学方程式书写电极反应式： 找出失去电子和得到电子的物质，确找出失去电子和得到电子的物质，确 定定正负极反应物和产物正负极反应物和产物； 分析电子转移，利用电荷守恒、原子分析电子转移，利用电荷守恒、原子 守恒分别写出电极反应式；守恒分别写出电极反应式； 验证：验证：两电极反应式相加所得式子和两电极反应式相加所得式子和 原化学方程式相同，则书写正确原化学方程式相同，则书写正确 如写出一电极反应式，而另一电极难写，如写出一电

25、极反应式，而另一电极难写， 可将化学方程式减去已写出的电极反应式。可将化学方程式减去已写出的电极反应式。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 类型类型2. 由电池装置写电极反应和化学方程式由电池装置写电极反应和化学方程式 据电极材料与电解质溶液或反应现象，据电极材料与电解质溶液或反应现象， 先确定正负极，先确定正负极， 确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还 原产物，要注意产物与溶液的酸碱性有关原产物，要注意产物与溶液的酸碱性有关 写出电极反应和化学方程式。写出电极反应和化学方程式。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下

26、学期制作 07 书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点： 1. 电极反应是一种离子反应，遵循书写电极反应是一种离子反应，遵循书写 离子反应的所有规则（如离子反应的所有规则（如“拆拆”、“平平”）；）； 2. 负极失电子所得氧化产物和正极得电负极失电子所得氧化产物和正极得电 子所得还原产物，与溶液的子所得还原产物，与溶液的酸碱性酸碱性有关（如有关（如 4价的价的C在在酸性酸性溶液中以溶液中以CO2形式形式存在，在存在，在 碱性碱性溶液中以溶液中以CO32 形式 形式存在）；存在）； 3溶液中不存在溶液中不存在O2 ：氧元素 ：氧元素在在酸性酸性溶溶 液中它与液中它与H 结合成

27、 结合成H2O、在、在碱性或中性碱性或中性溶液溶液 中它与水结合成中它与水结合成OH ； ； 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 【能力提升能力提升】 1.下列有关燃料电池的说法错误的是下列有关燃料电池的说法错误的是( ) A.燃料电池的负极反应物质是氢气、甲烷燃料电池的负极反应物质是氢气、甲烷 、乙醇等物质、乙醇等物质 B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因 之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供 宇航员使用宇航员使用 C.乙醇燃料电池的电解质常用乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电，

28、该电 池的负极反应为：池的负极反应为：C2H5OH12e 2CO2+ 3H2O D.甲烷燃料电池的正极反应为：甲烷燃料电池的正极反应为：O2+2H2O 4e 4OH 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 【勇攀高峰勇攀高峰】 2. 熔融盐熔融盐燃料电池具有高的发电效率。燃料电池具有高的发电效率。 某熔融盐燃料电池用某熔融盐燃料电池用Li2CO3和和Na2CO3的熔融的熔融 盐混合物作电解质，盐混合物作电解质，CO为阳极为阳极燃烧燃烧气，空气气，空气 与与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在的混合气为阴极助燃气，制得在650 下工作的燃料电池下工作的燃料电池。 已知负极反应式：已知负极反应式：CO - 2e- + CO32- = 2CO2； 则则正正极反应极反应式式为：为：_； 电池反应式为：电池反应式为：_。 湖南长郡卫星远程学校湖南长郡卫星远程学校2015年下学期制作 07 【勇攀高峰勇攀高峰】 注意：注意：在熔融在熔融碳酸盐碳酸盐环境中，环境中， O2 会与 会与CO2 结合生成 结合生成CO32-。 2. 熔融盐熔融盐燃料电池具有高的发电效率。燃料电池具有高的发电效率。 某熔融盐燃料电池用某熔融盐燃料电池用Li2CO3和和Na2CO3的熔融的熔融 盐混合物作电解质，盐混合物作电解质，CO为阳极