高中化学-第四章-第二节节-化学电源教学课件及教学设计课件-新人教版选修4

1、化 学 电 源第一页，编辑于星期五：九点 三十五分。电池的分类化学电源的分类原电池知识复习几种电池介绍实践活动科学视野课堂小结作业布置化 学 电 源典例精析研究性学习第二页，编辑于星期五：九点 三十五分。组成原电池的条件有两种活动性不同的金属或一种是非金属导体作电极电极材料均插入电解质溶液中两极相连形成闭合电路一个自发进行的氧化复原反响 第三页，编辑于星期五：九点 三十五分。正负极的判断 电极电极材料反应类型电子流动方向负极还原性较强的金属氧化反应负极向外电路提供电子正极还原性较弱的金属还原反应正极从外电路得到电子第四页，编辑于星期五：九点 三十五分。 通过日常生活和学习，你知道哪些电池？它们

2、都是化学电池吗？它们在哪些方面得到应用？电池 化学电池 太阳能电池 原子能电池将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器转变为电能的装置电池的分类第五页，编辑于星期五：九点 三十五分。化学电池的分类化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池也叫干电池也叫充电电池或蓄电池第六页，编辑于星期五：九点 三十五分。一、一次电池介绍一次电池普通锌锰干电池碱性锌锰电池锌银电池锂电池第七页，编辑于星期五：九点 三十五分。普通锌锰干电池第八页，编辑于星期五：九点 三十五分。普通锌-锰干电池的电极方程式负极锌筒Zn-2e-=Zn2+正极石墨 2MnO2+2NH4

3、+ 2e- =Mn2O3+2NH3+H2O总反响： Zn+ 2MnO2 +2NH4+ =Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O也可以：负极锌筒Zn-2e-=Zn2+正极石墨 2NH4+ 2e- =2NH3+H2总反响： Zn+ 2NH4+ =Zn2+2NH3+H2第九页，编辑于星期五：九点 三十五分。 随着用电器朝着小型化、多功能化开展的要求，对电池的开展也提出了小型化、多功能化开展的要求。 体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反响面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。第十页，编辑于星期五：九点 三十五分。锌粉

4、和KOH的混合物MnO2金属外壳碱性锌锰电池负极：Zn + 2OH 2e = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O +2e = 2MnOOH + 2OH 总反响：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2 第十一页，编辑于星期五：九点 三十五分。锌银电池负极：Zn + 2OH 2e = ZnO + H2O正极：Ag2O + H2O + 2e = 2Ag + 2OH总反响：Zn + Ag2O = ZnO +2Ag 这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。第十二页，编辑

5、于星期五：九点 三十五分。锂电池锂电池以金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂LiAlCl4溶解在亚硫酰氯SOCl2中组成负极：8Li 8e = 8Li+正极：3SOCl2 + 8e = SO32 + 2S + 6Cl总反响：8Li + 3SOCl2 = 6Li + Li2SO3 + 2S 第十三页，编辑于星期五：九点 三十五分。 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用 寿命大大延长。锂电池的比能量高电压高，工作温度宽。 由于锂电池性能优异，广泛应用于军事和空间领域，民用领域以微小功率为主，例如用作电脑、手表、照相机、心脏起搏器等的电源锂电池

6、的特点及用途第十四页，编辑于星期五：九点 三十五分。二、二次电池介绍二次电池铅蓄电池镉镍电池氢镍电池锌银电池锂离子电池聚合物锂离子电池第十五页，编辑于星期五：九点 三十五分。铅蓄电池第十六页，编辑于星期五：九点 三十五分。负极 Pb Pb(s) + SO42-(aq) - 2e- = PbSO4 (s)正极PbO2 PbO2 (s) +4H+ (aq) + SO42-(aq) + 2e- = PbSO4 (s) +2H2O (l) 总反响： Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq) = 2PbSO4 (s) +2H2O (l) 铅蓄电池放电的电极反响：第十七页，编辑于星期

7、五：九点 三十五分。阴极 PbSO4 (s) + 2e- = Pb(s) + SO42-(aq) 阳极 PbSO4 (s) +2H2O (l) - 2e- = PbO2 (s) +4H+ (aq) + SO42-(aq) 总反响： 2PbSO4 (s) +2H2O (l) = Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq) 铅蓄电池充电的反响：可以把上述反响写成一个可逆反响方程式：Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq) 2PbSO4 (s) +2H2O (l)放电充电复原反响氧化反响第十八页，编辑于星期五：九点 三十五分。镉镍电池与氢镍电池： Cd+ 2

8、NiO(OH) +2 H2O 2NiO(OH)2 + Cd(OH)2 放电充电 1/2H2+ 2NiO(OH) Ni(OH)2放电充电镉镍电池总反响：氢镍电池总反响：课后思考：根据上面所给的总方程式，你能写出各极发生的反响方程式吗？第十九页，编辑于星期五：九点 三十五分。新型燃料电池 燃料电池不是把复原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反响产物不断排出电池 第二十页，编辑于星期五：九点 三十五分。介质电池总反应： 2H2 + = 2H2O 酸性负极正极中性负极 正极碱性负极正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2H2

9、 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-氢氧燃料电池第二十一页，编辑于星期五：九点 三十五分。介质电池反应： 2H2 + = 2H2O 负极正极负极 正极2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- +2O2= 2H2O O2 + 4e-= 2O2 固体燃料电池第二十二页，编辑于星期五：九点 三十五分。风力发电地热发电生活垃圾发电核电潮汛发电发电请考虑，化学电池有污染，这个问题如何解决？开发新能源化学电池与新能源第二十三页，编辑于星期五：

10、九点 三十五分。典例讲解 航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反响方程式都可表示为：2H2 +O2 = 2H2O，酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反响可表示2H2 4e-=4H+，那么其正极反响表示为： ；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反响表示为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，那么其负极反响可表示为： 。 O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 +4OH- 4e- = 4H2O 第二十四页，编辑于星期五：九点 三十五分。蓄电池在放电时是起原电池作用，充电时是起电解池作用，爱迪生电池分别在充

11、电和放电时发生的反响为： 根据爱迪生蓄电池的原理作出的以下判断中错误的是 放电时，Fe为负极，NiO2为正极充电时阳极上的电极反响为：Ni(OH)2-2e - +2OH-=NiO2+2H2O放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动。蓄电池的电极必须浸在某种酸性溶液中蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中A.和 B.只有 C.和 D.和 典例讲解A第二十五页，编辑于星期五：九点 三十五分。以以下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，以下表达正确的选项是Aa电极是负极Bb电极的电极反响为：4OH-4 e2H2O 2C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色

12、电源典例讲解AD第二十六页，编辑于星期五：九点 三十五分。据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型 电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反响为：2CH3OH + 3O2 + 4OH 2CO32 + 6H2O，那么以下说法错误的选项是放电时CH3OH参与反响的电极为正极充电时电解质溶液的pH逐渐增大 放电时负极的电极反响为：CH3OH6e 8OH CO32 + 6H2O充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子 A典例讲解第二十七页，编辑于星期五：九点 三十五分。以以下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右

13、两 侧为电解质储罐，中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2右罐和NaBr3左罐，放电后，分别变为Na2S4和NaBr。以下说法正确的选项是 A电池充电时，阳极电极反响式为：3Br2eBr3 B电池放电时，负极电极反响式为：2S22+2e=S42C电池放电时，电池的总反响方程式为：Na2S43NaBr2Na2S2NaBr3D在充电过程中Na+通过膜的流向为从左到右AD第二十八页，编辑于星期五：九点 三十五分。如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的结构

14、示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子。电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反响。电池总反响式为：2CH3OH3O22CO24H2O。以下说法中正确的选项是 A右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气B左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇C电池负极的反响式为：CH3OH+H2O6e=CO2+6H+D电池的正极反响式为：O2+2H2O+4e=4OHBC第二十九页，编辑于星期五：九点 三十五分。将洁净的铁片和其它金属片A、B、C、D分别放在浸有NaCl溶液的滤纸上并压紧如以下图。在每次实验时，记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下： V玻璃板金属片滤纸铜片金属指针移动方向电

15、压Fe()0.65A()0.78B(+)0.25C()1.35D()0.20请答复以下问题： 在第组组成的原电池中，一段时间后，铁片上出现了红褐色物质。请用电极反响方程式和化学反响方程式表示其产生红褐色物质的过程。 负极：2Fe 4e = 2Fe2+ 正极： O2 + 4e + 2H2O = 4OH2Fe + O2 + 2H2O= 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O= 4Fe(OH)3 A、B、C、D四种金属的金属性强弱顺序 ， 金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。 CADB 假设滤纸改用NaOH溶液浸润，那么在滤纸上能看到有蓝色物质析出的是 填字母金属。其对应的原电池

16、的电极反响式为：负极正极B2Cu 4e = 2Cu2 + O2 + 4e + 2H2O = 4OH B第三十页，编辑于星期五：九点 三十五分。熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和NaLi2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为燃气，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650下工作的燃料电池。以下说法正确的选项是 A.正极反响式：O2+2H2O+4e-=4OH- B.负极反响式：CO+CO32-2e-=2CO2 C.燃料电池工作时CO32- 离子向正极迁移 D.燃料电池的总反响为2CO+ O2=2CO2 典例讲解BD第三十一页，编辑于星期五：九点 三十五分。光合作用有二氧化碳与水合成葡萄糖，同时放出氧气，写出化学方程式。6CO2g)+ 6H2O (l) = C6H12O6 (g) + O2 (g) 光、叶绿体设想将写成的反响式倒过来，可设计成一个原电池，产生电流。这样，我们通过正逆反响，就从太阳能产生了电能。写出这种原电池的电极反响。该电池的电动势为1.24V，设有一长满绿藻的正方形游泳池，边长10m，在平均光照度下每 12 面积上可按上述原电池产生1mA 电流，求该游泳池产生的总电力。负极： C6H12O6+ 6H2O 24e- = 6CO2 +24H+正极： O2 + 4 H+ +4 e- = 2H2O1.241102104=1.24Kw化学电池的创