新人教版化学必修2高中《化学能与电能》ppt课件六

1、第二节 化学能与电能,第 二 课 时,一些实际生活中常用的电池,锌锰干电池,汽车用铅蓄电池,锂离子充电电池,氢 氧 燃 料 电 池,二、发展中的化学电源,化学电池,一次性电池：如干电池,二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等,燃料电池：氢氧燃料电池,(1)干电池的构造是什么样的? (2)干电池的负极和正极分别是什么?电解质溶液又是什么? (3)干电池使用久了会发生什么现象?,思考题,1、干电池结构及电极反应原理,负极：Zn 2e- = Zn2+,正极：2NH4+ 2e- = 2NH3+H2,干电池结构及电极反应原理,负极：Pb + SO42- - 2e-PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ +

2、SO42- + 2e-PbSO4+2H2O,2、充电电池：,（1）铅蓄电池,是用铅锑合金铸成格板，在格板上分别填充PbO2和Pb作为正极和负极，二者交替 。用硫酸做电解质溶液。,（2）镍镉可充电电池：镍镉电池的负极为金属镉(Cd)，正极为NiO(OH)，电解液为KOH溶液。,氧化氢氧化锂,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。优点：质量轻、电压高、工效高和贮存寿命长。用途：用于电脑、照相机、手表、心脏起搏器上，及火箭、导弹等的动力电源。,（3）锂电池,锂亚硫电池：它使用金属(Li)和石墨作电极，金属锂(Li)作负极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯

3、(SOCl2) 组成的电解质溶液中，亚硫酰氯(SOCl2) 也作正极反应物。,总反应：8Li3SOCl2 6LiClLi2SO32S,锂离子充电电池,3、新型燃料电池,燃料电池不是把还原剂、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（还原性气体从负极充入，氧化性气体从正极充入）。同时将电极反应产物不断排出电池,使用燃料电池的汽车,总反应：2H2 + O22H2O,（1）氢氧燃料电池,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,2H2 - 4e- = 4H+,O2 + 4H+ + 4e- = 4H2O,2H2 +4OH- - 4e- = 4H2O,

4、O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,例2.氢氧燃料电池反应为: 2H2 + = 2H2O ,以铂为电极,写出在酸性,中性,碱性环境中工作时的电极反应式于下表中,（2）甲烷碱性燃料电池：,总反应式：CH42O22OH-CO32-3H2O,原电池电极反应式的书写,燃料电池的电极反应式书写规律: 先写出燃烧反应的化学方程式； 再看燃料产物是否跟电解液反应，进而改写燃料电池总反应； 其次根据电解液的酸碱性，写出正极的电极反应式(即O2的半反应); 最后由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。,2CH3OH +3O2 =2CO2 +4H2O 2CO2 +4KOH =2K2CO3

5、+2H2O 故总电池反应为： 2CH3OH +3O2 +4OH- =2CO32- +6H2O 正极 O2 +2H2O +4e- =4OH 结合题意得 正极：3O2 +6H2O +12e- =12OH 则负极：2CH3OH-12e- +16OH - =2CO32- +12H2O,写出甲醇燃料电池，以 KOH为电解质溶液的电极反应,总 结,1、原电池的类型 一型：负极参加反应而正极不参加反应。如常见的Cu-Zn原电池 二型：正极、负极均参加反应。如可充电电池在放电的过程中 。如铅蓄电池 三型：正极、负极均不参加反应。如燃料电池,2、原电池反应方程式的书写 1、首先判断原电池属于何种类型 2、抓住负

6、极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应这一规律。 3、对于复杂的电极反应，可根据总反应方程式来书写，先写出简单一极的半反应，然后用总反应式减去一极就得到另一极 4、碱性溶液中不能有 H + 存在，酸性溶液中不能有 OH - 存在； 为了维持溶液的酸碱平衡，电池反应中一极消耗了 H + （或 OH -），另一极必定生成 H + （ 或OH - ）,废电池对环境的危害,电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢弃废电池会对环境造成严重的污染。,上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中毒引起的。,减 少 污 染 节 约 资 源,小结：原电池原理的应用,制作化学电源 加快反应速率：

7、 例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。 判断金属活动性的强弱 揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。 钢铁中含有碳，可与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀,1、为加快制取氢气的速率,最好的方法是( ) A 、纯锌与稀硫酸反应 B 、纯锌与浓硫酸反应 C 、含杂质的锌与稀硝酸反应 D 、含杂质的锌与稀硫酸反应,D,练习：,2、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不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D回收其中石墨电极,B,3、某原电池总反应的离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( ) A 、正极为Cu 、负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液 B 、正极为C 、负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C 、正极为Fe 、负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D 、正极为Ag 、负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液,C、D,4、,如图所示，