高中化学选修四化学电源课件

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章,电化学基础,第二节 化学电源,一,课时,高二 化学组,第四章 电化学基础 一课时 高二 化学组,1,金焰四射的太阳，其表面是一片烈焰翻腾的火海，温度为6000C左右。在太阳内部，温度高达两千万度以上。所以，太阳能一刻不停地发出大量的光和热，为人类送来光明和温暖，它也成了取之不尽、用之不竭的能源聚宝盆。将太阳光变成电能，是利用太阳能的一条重要途径。人们早在20世纪50年代就制成了第一个光电池。将光电池装在汽车上，用它将太阳光不断地变成电能，使汽车开动起来。这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。,金焰四射的太阳，其表面是一片烈焰翻腾的火海，温度为6000,2,教 学 目 标,1了解化学电源的优点及在各方面的应用。,2认识一次电池、二次电池和燃料电池。,3了解废旧电池对环境的危害，树立环保,意识。,教 学 目 标,3,化学电池,化学电池是将_能变成_能的装置。,1,化学电池的分类,化学电池,自主学习,化学能,电 能,一次,二次,燃料,化学电池化学电池是将_能变成_能,4,2,优点,(1)化学电池的_较高，供能稳定可靠,(2)可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的,电池及,电池组。,(3)使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。,能量转换效率,2优点能量转换效率,5,4,化学电池回收利用,废旧电池中含_和_等有害物质，应回收利用，既减少污染，又节约资源。,重金属,酸 碱,3,判断电池优劣的主要标准,(1)比能量：即单位质量或单位体积所能_的,多少，单位是(Wh)/kg或(Wh)/L。,(2)比功率：即单位质量或单位体积所能_的,大小，单位是W/kg或W/L。,(3)电池的_,_的长短。,输出电能,输出功率,可储存时间,4化学电池回收利用重金属酸 碱3判断电池优劣的主要标准,6,一次电池,一次电池的电解质溶液制成_，不流动，也叫做干电池。,1,特点,一次电池不能充电，不能反复使用。,2,常见的一次电池,胶 状,一次电池一次电池的电解质溶液制成_，不流动，也,7,高中化学选修四化学电源课件,8,高中化学选修四化学电源课件,9,高中化学选修四化学电源课件,10,二次电池,二次电池放电后可以再_使活性物质获得再生，又称_或_。,1铅蓄电池的构造,负极：_，正极：_，电解质溶液：_溶液。,2铅蓄电池的工作原理,(1)放电时,负极：_；,充电,二次电池二次电池放电后可以再_使活性物质获得再,11,正极：PbO,2,(s)4H,(aq)SO,4,2,-,(aq)2e,PbSO,4,(s)2H,2,O(l)；,总反应：Pb(s)PbO,2,(s)2H,2,SO,4,(aq),2PbSO,4,(s)2H,2,O(l)。,(2)充电时,铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆过程,阴极：_；,阳极：PbSO,4,(s)2H,2,O(l)2e,PbO,2,(s)4H,(aq)SO,4,2,-,(aq)；,PbSO,4,(s),2e,Pb(s),SO,4,2,-,(aq),正极：PbO2(s)4H(aq)SO42-(aq),12,总反应：2PbSO,4,(s)2H,2,O(l),=,Pb(s)PbO,2,(s)2H,2,SO,4,(aq)。,上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：,Pb(s)PbO,2,(s)2H,2,SO,4,(aq),2PbSO,4,(s)2H,2,O(l)。,3铅蓄电池的特点,电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉、生产生活中应用广泛，缺点是比能量低、笨重、废弃电池污染环境。,总反应：2PbSO4(s)2H2O(l)=Pb(s),13,1.,下列有关化学电池的说法中正确的是(,),A,化学电池只能将化学能转化为电能,B,燃料电池能将全部化学能转化为电能,C,银锌电池比能量大，电压稳定，储存时间长,D,一次电池包括干电池和蓄电池,C,Exercises,1.下列有关化学电池的说法中正确的是()CExerc,14,2.,碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO,2,(s)H,2,O(l)Zn(OH),2,(s)Mn,2,O,3,(s)。下列说法错误的是,(),A电池工作时，锌失去电子,B电池负极的电极反应式为Zn2e,2OH,Zn(OH),2,C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0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g,C,2.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广泛应用。,15,解析：,该电池中Zn为负极，失去电子；该反应中转移2e,，通过计算每转移0.2 mol电子，Zn反应6.5 g；电子由负极通过外导线流向正极，所以C错。,答案：,C,名师点睛,：原电池工作时，活泼金属为负极，失去电子，所以电子流向为：负极,导线,正极。,在书写电极反应式时考虑离子反应、离子共存的情况。,解析：该电池中Zn为负极，失去电子；该反应中转移2e，通过,16,3,(双选)电子表所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn2OH,2e,ZnOH,2,O；Ag,2,OH,2,O2e,2Ag2OH,。总反应式为；ZnAg,2,O 2AgZnO。下列判断正确的是(,),A锌为正极，Ag,2,O为负极,B锌为负极，Ag,2,O为正极,C电池工作时，负极附近溶液的pH减小,D电池工作时，负极附近溶液的pH增大,B C,3(双选)电子表所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质,17,解析：,Zn失去2e,，而Ag,2,O,Ag得到2e,。原电池中失去电子的极是负极，所以锌是负极，Ag,2,O为正极。B是正确答案。因为Zn2OH,2e,ZnOH,2,O，负极区域溶液中,c,(OH,)不断减小，则,c,(H,)浓度不断增大，故pH减小，所以C也正确。,答案：,BC,解析：Zn失去2e，而Ag2OAg得到2e。原电池中失,18,4.,铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO,2,，电池液为稀硫酸，工作时该电池的总反应式为PbPbO,2,2H,2,SO,4,=,2PbSO,4,2H,2,O。试根据上述情况判断：,(1)蓄电池的负极材料是_。,(2)工作时，正极反应为_,_。,Pb,PbO,2,SO,4,2,-,4H,2e,=PbSO,4,2H,2,O,4.铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，,19,(3)工作时，电解质溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。,(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向_极。,(5)电流方向从_极流向_极。,(6)充电时，铅蓄电池的负极与电源的_极相连接。,增大,负,正,负,负,(3)工作时，电解质溶液的pH_(填“增大”、,20,解析：,蓄电池工作(放电)时，起原电池作用。题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及的各个方面，分析如下：根据原电池原理，负极发生氧化反应元素化合价升高，所以Pb为负极；正极发生还原反应元素化合价降低，从总反应式可知，PbO,2,是氧化剂，即正极反应为：PbO,2,SO,4,2,-,4H,2e,PbSO,4,2H,2,O；从正极反应或电池的总反应可知H,2,SO,4,参加了反应，H,转变成H,2,O，所以pH增大；原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动方向相反，从正极沿导线流向负极。,解析：蓄电池工作(放电)时，起原电池作用。题中各小题概括叙述,21,答案：,(1)Pb(2)PbO,2,SO,4,2,-,4H,2e,PbSO,4,2H,2,O(3)增大(4)负(5)正负(6)负,名师点睛,：总反应中，放电的方向为原电池方向，电极名称为正负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应；充电的方向为电解池方向，电极名称为阴阳极，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。二次电池充电时，需,“,正接正，负接负,”,，即原电池的正极连接外接电源的正极，原电池的负极连接外接电源的负极。,答案：(1)Pb(2)PbO2SO42-4H2e,22,5,生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO,4,，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：,2PbSO,4,2H,2,O PbO,2,Pb2H,2,SO,4,下列对铅蓄电池的说法错误的是(),A需要定期补充硫酸,B工作时铅是负极，PbO,2,是正极,C工作时负极上发生的反应是：,Pb2e,SO,4,2,-,=,PbSO,4,D工作时电解质的密度减小,A,5生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状,23,解析：,铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极，所以Pb是负极，PbO,2,是正极；在工作时，负极发生的反应是铅失去电子生成Pb,2,，Pb,2,与溶液中的SO,4,2,-,生成PbSO,4,沉淀，放电时消耗的硫酸与充电时生成的硫酸相等，在电池制备时，PbSO,4,的量是一定的，制成膏状的PbSO,4,干燥后安装，说明H,2,SO,4,不用补充；放电时，H,2,SO,4,被消耗，溶液中的H,2,SO,4,的物质的量浓度减小，所以溶液的密度也随之减小。,答案：,A,解析：铅蓄电池在工作时相当于原电池，发生氧化反应的电极是负极,24,燃料电池,燃料电池,25,高中化学选修四化学电源课件,26,电极反应式的书写,1.离子反应中的氧化还原反应型，应遵守,电荷守恒、一个电子看做带一个单位,负电荷。,2.负极失电子变为阳离子或H,电极反应式的书写1.离子反应中的氧化还原反应型，应遵守2.负,27,3.正极：O,2,得到电子，则有以下规律：,电解质是碱性或中性：O,2,2H,2,O4e,=4OH,电解质是酸性：O,2,4H,4e,=2H,2,O。,4.注意电解质溶液，酸性条件下电极反应式中,不能出现OH,-,，碱性条件下不能出现H,+,3.正极：O2得到电子，则有以下规律：4.注意电解质,28,1.,一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池，可连续使用一个月，其电池反应为：2CH,3,OH3O,2,4OH,=,2CO,3,2,-,6H,2,O，则有关说法正确的是,A放电时CH,3,OH参与反应的电极为正极,B放电时负极的电极反应为CH,3,OH8OH,6e,=,CO,3,2,-,6H,2,O,C标准状况下，通入5.6 L O,2,并完全反应后，有0.5 mol电子转移,D放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低,Exercises,B,1.一种甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的新型手机电池，可连,29,解析：,从电池反应可知，CH,3,OH为原电池的负极，A选项错误；正极反应为：O,2,2H,2,O4e,4OH,，标准状况下，5.6 L O,2,为0.25 mol，转移电子为1 mol，C选项错误；从正极反应可以看出，正极附近溶液OH,的浓度增大，pH升高，D选项错误。,答案：,B,名师点睛,：本题考查原电池原理在燃料电池中的具体应用。首先要正确判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应，则是原电池的负极，反之是正极。解决此类问题应先写出总的化学反应方程式，再结合电解质溶液的成分把总方程式进行整理，最后分别写出正极反应式和负极反应式，结合选项作出合理判断。,解析：从电池反应可知，CH3OH为原电池的负极，A选项错误；,30,2,(1)今有2H,2,O,2,2H,2,O反应，构成燃料电池，则负极通的应是_，正极通的应是_，电极反应式为：_、_。,(2)如把KOH改为稀H,2,SO,4,作导电物质，则电极反应式为：_、_。,(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？_。,(3)如把H,2,改为甲烷，KOH做导电物质，则电极反应式为_。,H,2,O,2,负极：2H,2,4OH,4e,=,4H,2,O,正极：O,2,2H,2,O4e,=