鲁科版高中化学选修4第1章第3节 化学能转化为电能--电池第2课时化学电源课件2
49页1、选修4第1章3节化学能转化为电能 电池第2课时化学电源2 1 会写典型原电池的电极反应式 2 了解电源分类和用途 一 一次电池1 酸性锌锰电池 1 负极材料为 正极材料为 2 电解质溶液 3 负极反应式 正极反应式 2MnO2 2NH4 2e Mn2O3 2NH3 H2O 4 总反应式为 Zn 2MnO2 2NH4 Zn2 Mn2O3 2NH3 H2O 锌筒 石墨 氯化铵和氯化锌糊状物 Zn Zn2 2e 2 碱性锌锰电池 1 电解质溶液 2 电极反应式负极 正极 3 电池反应 KOH溶液 Zn 2OH Zn OH 2 2e 2MnO2 H2O 2e Mn2O3 2OH Zn 2MnO2 H2O Zn OH 2 Mn2O3 二 铅蓄电池1 电池构成 1 负极材料 2 正极材料 3 电解质溶液 铅 Pb PbO2 30 H2SO4溶液 2 电极反应式负极 正极 3 电池反应为 Pb SO42 PbSO4 2e PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 开放探究 1 铅蓄电池为二次电池 充电时应如何与直流电源连接 三 氢氧燃
2、料电池1 电池构成 1 电解质溶液 2 负极材料为 通入的气体为 3 正极材料为 通入的气体为 KOH溶液 石墨 H2 O2 或空气 石墨 2 电极反应 1 负极 2 正极 3 电池反应 2H2 4OH 4H2O 4e O2 2H2O 4e 4OH 2H2 O2 2H2O 开放探究 2 1 氢氧燃料碱性电池的负极反应能不能写为2H2 4H 4e 2 燃料电池的燃料还有哪些 为什么说燃料电池是很有发展前景的一种化学电源 提示 1 不能 因为电解质溶液为KOH溶液 生成的H 会迅速与OH 生成H2O 2 常用的燃料还有甲烷 甲醇和乙醇等 燃料电池具有能量利用率高 可连续使用 污染小等优点 一 原电池电极反应式和电池反应式的书写1 书写方法 1 根据给出的化学方程式或图示装置确定原电池的正 负极 弄清正 负极上发生反应的物质 题目给定总反应式 分析有关元素的化合价变化情况 化合价升高的物质发生氧化反应即负极反应 化合价降低的物质发生还原反应即正极反应 题目给定图示装置 先确定正 负极 再根据正 负极反应规律书写电极反应式 2 注意电解质溶液的成分及其对正 负极反应产物的影响 正 负极产物可根
3、据题意或根据化学方程式确定 考虑电解质溶液中的阳离子是否能与负极材料反应 若能则是溶液中的阳离子得电子 发生还原反应 若不能与负极材料反应 则考虑空气中的氧气得电子 发生还原反应 考虑电解质溶液中的成分能否与物质得失电子后的产物相反应 若反应 电极产物则为反应之后的新产物 如Pb电极在不含SO42 离子的溶液中放电 电极产物为Pb2 若在含SO42 离子的溶液中放电 电极产物为PbSO4 2 原电池电极反应的书写原则如果题目给定的是图示装置 先分析正 负极 再根据正 负极反应规律去写电极反应式 如果题目给定的是总反应式 可分析此反应中的氧化反应或还原反应 即分析有关元素的化合价变化情况 再结合电解质溶液的实际情况去写电极反应式 另一电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式 用总反应式减去易写出的电极反应式 即得结果 1 书写电极反应和电池反应时首先要准确判断装置是电解池还是原电池 2 如果溶液中存在多种离子时 还要根据放电顺序判断什么离子放电 再写电极方程式 二 二次电池在充 放电时的反应1 铅蓄电池放电的电极反应负极 Pb s SO42 aq PbSO4 s 2e 正极 Pb
4、O2 s 4H aq SO42 aq 2e PbSO4 s 2H2O l 电池反应 Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 2 铅蓄电池充电的电极反应铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程 阳极发生氧化反应 阴极发生还原反应 阴极 PbSO4 s 2e Pb s SO42 aq 阳极 PbSO4 s 2H2O l PbO2 s 4H aq SO42 aq 2e 电解反应 2PbSO4 s 2H2O l Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 以可充电电池为载体 同时考查电解池 原电池工作原理是化学试题中最常见的题型之一 其中 判断充 放电时电极反应式的正误为热考形式 同步练习 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 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 解析 回收废电池的首要原因是防止废电池中渗漏出的重金属离子对土壤和水源产生污染 而对废电池的综合利用是第二位 答案 B 2 下列说法正确的是 双选
5、A 碱性锌锰电池是二次电池B 铅蓄电池是一次电池C 二次电池又叫做蓄电池 它放电后可以再充电使活性物质获得再生D 燃料电池的活性物质没有储存在电池内部解析 锌锰电池都是一次电池 铅蓄电池是二次电池 既可充电又可放电 燃料电池的活性物质可在工作时再充入电池内部 答案 CD 3 电池是人类生产和生活中的重要能量来源 各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献 下列有关电池的叙述正确的是 A 锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B 氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C 氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D 太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 解析 A中碳棒是正极 工作中不会消耗 原电池是将化学能转化为电能的装置 B错误 原电池工作时 氢气在负极上失去电子被氧化 C正确 SiO2是制造光导纤维的材料 太阳能电池的主要材料是晶体硅 答案 C 4 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Na2CO3的熔融盐混合物作电解质 CO为负极燃气 空气与CO2的混合气为正极助燃气 制得在650 下工作的燃料电池 请完成有关的电池反应式 负极反应式 2CO 2CO32 4CO2 4e
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