化学电源课件高二上学期化学人教版选择性必修-

第一节原电池第2课时常见化学电源第四章化学反应与电能[学习目标]1.了解化学电源种类并认识化学电源在实际生活中的应用。2.掌握一次电池、二次电池的反应原理并能书写电极反应式(重、难点)3.掌握燃料电池的反应原理，理解在不同电解质中电极反应式的书写。新课导入1电池的发展历程1980年，古迪纳夫发明了一种新型的锂电池，它以最小的体积提供最大的能量，因此能量密度大大提高。目前被广泛使用。1859年，法国物理学家普兰特发明了最早可充电电池铅酸电池，即铅酸蓄电池。这种电池开创了一个时代。21887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池。干电池的电解液为糊状，不会溢漏，便于携带，因此获得了广泛应用。1839年，格罗夫第一个提出氢氧燃料电池装置，在中大型汽车、货车这一部分有着非常好的应用前景。14351800年，意大利化学家亚历山德罗，成功制成了世界上第一个电池“伏特电堆”；世界上第一个电池最早的干电池蓄电池的诞生锂离子电池的发明冉冉升起的燃料电池化学电池一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池等锂离子电池镍氢电池普通锌锰干电池锌银纽扣电池一、常见化学电源点拨精讲1.一次电池（干电池）一次电池又称干电池，放电后不可再充电，电解质溶液制成胶状，不流动。常见一次电池：有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、纽扣式银锌电池。优点：结构简单、价格低廉缺点：会发生自放电，不能长期放置(普通)锌锰干电池（酸性）电极反应物电极材料电解质溶液总反应式正极反应式负极反应式负极：Zn正极：MnO2NH4Cl糊负极：Zn正极：石墨棒2MnO2＋2H+

＋2e－＝

2MnO(OH)Zn－2e－＋2NH4＋

＝

Zn(NH3)22++2H+

Zn+2NH4Cl+2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)【拓展了解】普通锌锰干电池曾一度长期占据市场，但现在却逐渐被替代，一方面是会发生自放电；另一方面电解质氯化氨为酸性，会腐蚀电池的锌筒且反应有氢气生成，易造成电池膨胀及漏液现象。如何改进“普通锌锰干电池”，使其避免Zn筒腐蚀漏液思考1①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池；②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进，制成碱性锌锰电池。(碱性)锌锰干电池电极反应物电极材料电解质总反应负极反应式正极反应式负极：Zn正极：MnO2KOH负极：Zn正极：石墨棒2MnO2＋2H2O＋2e－

=2MnO(OH)＋2OH－Zn＋2OH－－2e－

=Zn(OH)2Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2pH值增大【练习1】纽扣式银—锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法正确的是（

）A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低B．电池工作过程中，电解液中OH-向正极迁移C．负极发生反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2D．正极发生反应Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O总反应未消耗KOH，但是耗水，所以浓度增大+100+2C二次电池放电后可以再充电的电池属于二次电池，也叫充电电池或蓄电池常见二次电池：铅酸蓄电池（汽车上多使用铅蓄电池）、镍氢电池、锂离子电池等二、二次电池1.实例分析——铅酸蓄电池(1)构造0+2Pb+4PbO2充、放电总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O二次电池铅酸蓄电池（放电）电极材料电解质溶液正极反应式负极反应式总反应式负极：Pb正极：PbO2稀硫酸Pb＋PbO2＋2H2SO4

⇌2PbSO4＋2H2O放电充电PbSO4难溶于水放电一段时间后，负极Pb的质量如何变化？电解液H2SO4浓度如何变化？思考2负极的质量增大（因为生成了硫酸铅附着在负极材料上）电解液H2SO4浓度减小（因为H+参与了正极反应，被消耗，SO42-生成了硫酸铅，也被消耗）负极正极如何书写铅酸蓄电池的充电反应？思考3核心思路：充电反应是放电反应的逆过程铅酸蓄电池（放电）总反应式电极材料阴极反应式阳极反应式

阴极：与外接电源负极相连阳极：与外接电源正极相连Pb＋PbO2＋2H2SO4

⇌2PbSO4＋2H2O放电充电二次电池铅蓄电池充放电工作原理：新型锂离子电池它是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机等低功耗电器的主流。锂离子电池

以锂为负极的非水电解质电池有几十种，其中常用的是钴酸锂电池。它以石墨为负极材料，石墨是多层结构，可以容纳锂电池的锂原子，氧化锂钴LiCoO2为正极材料：正极：优点：能量密度高，体积小重量轻，使用寿命较长；缺点：不能过充或者过放，价格较贵

【练习1】高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。回答下列问题：(1)高铁电池的负极材料是

，放电时负极的电极反应式为__________________

(2)放电时，正极发生

(填“氧化”或“还原”)反应；正极的电极反应式为

。

放电时，

(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2还原

正Zn

PbO2作正极充电：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4，硫酸浓度不断增大正、负极质量均增加【练习2】B总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O发展中的化学电源课堂小结一次电池—干电池：二次电池（充电电池碱性锌锰干电池铅蓄电池21世纪电池未来的发展锂电池判断下列电池放电时的电解质溶液的酸碱性，并写出电极反应式。1.镍镉电池:NiO2+Cd+2H2O=Cd(OH)2+Ni(OH)2负极：______________正极：_____________2.氢镍电池:H2+2NiO(OH)=2Ni(OH)2负极：____