高二化学原电池与化学电源课件

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,2014/12/19,#,原电池与化学电源（下）,罗田一中：朱意,原电池与化学电源（下）罗田一中：朱意,课标解读,课标解读,2,1,理解原电池工作原理的实质，能写出电极反应和电池反应方程式,。,1理解原电池工作原理的实质，能写出电极反应和电池反应方程式,3,知识精讲,知识精讲,4,Cu C,FeCl,3,溶液,A,电极方程式的书写,先,写出总反应：,即 负极与电解质溶液反应。,Cu+2FeCl,3,=CuCl,2,+2FeCl,2,Cu + 2Fe,3,= Cu,2,+ 2Fe,2,根据化合价升降判断正负极：,负极：,Cu,失电子,Cu - 2e,-,= Cu,2+,正极：,Fe,3+,得电子,2Fe,3+,+ 2e,-,= 2Fe,2+,Cu CFeCl3溶,5,Mg Al,NaOH,溶液,A,2Al + 2NaOH + 2H,2,O = 2NaAlO,2,+ 3H,2,2Al + 2OH,+ 2H,2,O = 2AlO,2,+ 3H,2,根据化合价升降判断正负极：,负极：,Al,，失,e,-,2Al-6e,-,=,2Al,3+,；,2Al,3+,+ 8OH,-,=2AlO,2,-,+ 4H,2,O,负极总反应：,2Al +8OH,-,-6e,-,=,2AlO,2,-,+ 4H,2,O,正极：总反应,-,负极反应,6H,2,O,6e,-,=,6OH,-,3H,2,Mg,6,负极,（,通入燃料,）,： 为燃料失去电子的氧化反应。,正极,（,通入氧化剂,）,： 为氧化剂得到电子的还原反应。,以,Pt,为电极，电解质溶液为,KOH,溶液的氢氧燃料电池为例：,总反应：,2H,2,+ O,2,2H,2,O,负极,: H,2,失,e,2H,2,- 4e,-,4 H,；,4H,+,+ 4OH,-,4H,2,O,负极总反应,: 2H,2,- 4e,-,+ 4OH,-,4H,2,O,正极,:,总反应,-,负极反应,O,2,+ 2H,2,O + 4e,-,4OH,-,7,【,方法点拨,】,写电极方程式的时候，要根据“得电子显负电；失电子显正电”的原则，利用“电荷守恒”，通过巧用,H,、,OH,和水写出电极方程式。,练习：写出铅酸蓄电池的电极反应。,Pb,PbO,2,2H,2,SO,4,2PbSO,4,2H,2,O,负极：,Pb,失电子,Pb,SO,4,2-,-2e,-,2PbSO,4,正极：,PbO,2,得电子,PbO,2,SO,4,2-,2e,-,4H,+,PbSO,4,2H,2,O,8,【,学与问,】,在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？,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。,碱性锌锰电池、锌银电池、铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。,广泛应用于通讯、交通、文化、办公及家用电子产品。高科技、军事、生产行业也有特殊应用。,【学与问】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,9,【,思考,】,目前化学电池主要分为哪几个大类，在性能等方面它们各有什么特点，产生电能的基本原理是什么？,化学电源,【思考】化学电源,10,（,1,）,概念,:,将化学能变成电能的装置。,（,2,）,分类,一次电池又称不可充电电池,如干电池,二次电池又称充电电池,蓄电池,燃料电池,（,3,）,优点,能量转换效率高，供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便,易维护，可在各种环境下工作,（1）概念:将化学能变成电能的装置。（2）分类一次电池又称,11,（,4,）,电池优劣的判断标准,比能量：,指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。,符号：,Wh/kg,或,Wh/L,（4）电池优劣的判断标准,12,叠层电池,纽扣电池,锂电池,干电池,叠层电池纽扣电池锂电池干电池,13,空气电池,小型高性能燃料电池,空气电池小型高性能燃料电池,14,二、 一次电池,1,干电池,（,普通锌锰电池,）,干电池用锌制桶形外壳作负极，位,于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在,石墨周围填充,NH,4,Cl,、,ZnCl,2,和淀粉作电,解质溶液，还填充,MnO,2,的黑色粉末吸收,正极放出的,H,2,，防止产生极化现象,。,二、 一次电池,15,负极：,_,正极,:,_,总反应,:,_,通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电,了？,_,我们在使用干电池的过程中并没有发,现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？,Zn-2e,-,=Zn,2+,2NH,4,+,+2e,-,=2NH,3,+H,2,，,H,2,+2MnO,2,=Mn,2,O,3,+H,2,O,锌筒变软，电池表面变得不平整,MnO,2,Zn+2MnO,2,+ 2NH,4,Cl = ZnCl,2,+ Mn,2,O,3,+2NH,3,+H,2,O,缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液。,Zn-2e- =Zn2+2NH4+2e- =2NH3+H2,16,碱性锌,锰干电池,负极：,正极：,电解质：,KOH,Zn,MnO,2,Zn + 2OH,-,- 2e,-,= Zn(OH),2,2MnO,2,+2H,2,O + 2e,-,=2MnOOH + 2OH,-,电池反应：,Zn+2MnO,2,+2H,2,O=2MnOOH+Zn(OH),2,优点： 电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。,碱性锌锰干电池负极：正极：电解质：KOHZnMnO2Zn,17,18,8Li-8e,-,=8Li,+,3SOCl,2,+8e,-,= 6Cl,-,+SO,3,2-,+2S,3,锂电池,锂亚硫酰氯电池,(Li-SOCl,2,),：,8Li+3SOCl,2,= 6LiCl+Li,2,SO,3,+2S,负极：,；正极：,。,锂电池：,（,-,）,Li,（,S,）,LiI,（晶片）,I,2,（,+,）,8Li-8e- =8Li+3SOCl2+8e- = 6Cl-,19,以,铅蓄电池为例,（,1,）,正负极材料,正极：,PbO,2,负极：,Pb,电解质：,H,2,SO,4,溶液,（,2,）,工作机制,铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程。,高二化学原电池与化学电源课件,20,放电过程,负极,（,氧化反应,）,：,Pb(s) + SO,4,2-,-2e,-,=PbSO,4,(s),正极,（,还原反应,）,：,PbO,2,(s) + 4H,+,+ SO,4,2-,+2e,-,=2PbSO,4,(s) +,2H,2,O,放电过程,21,Pb(s)+PbO,2,(s)+2H,2,SO,4,2PbSO,4,(s)+2H,2,O(l),充电过程,PbSO,4,(s) +2e,-,=Pb(s) + SO,4,2-,还原反应,阴极：,阳极：,2PbSO,4,(s)+2H,2,O -2e,-,= PbO,2,(s) + H,+,+ SO,4,2-,氧化反应,接电源负极,接电源正极,充电过程总反应：,2PbSO,4,(s)+2H,2,O(l)=Pb(s)+PbO,2,(s)+2H,2,SO,4,铅蓄电池的充、放电过程：,放电,充电,Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4,22,（,3,）,优缺点简析,缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境。,（3）优缺点简析,23,四、,燃料电池,燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近,80%,，约为火力发电的,2,倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零；,燃料电池,四、燃料电池,24,高二化学原电池与化学电源课件,25,氢氧燃料电池,（,-,）,Ni,（,多孔,）,KOH,（,溶液,）,NiO,2,（,+,）,负极：,2H,2,+4OH,-,- 4e,-,4H,2,O,正极：,O,2,+2H,2,O,4e,-,4OH,-,总反应方程式 ：,2H,2,O,2,2H,2,O,氢氧燃料电池 （ - ）Ni（多孔） KOH（溶液） N,26,介质,电池反应：,2H,2,+O,2,= 2H,2,O,酸性,负极,正极,中性,负极,正极,碱性,负极,正极,2H,2,- 4e,-,= 4H,+,O,2,+ 4H,+,+ 4e,-,= 2H,2,O,2H,2,- 4e,-,= 4H,+,O,2,+ 2H,2,O + 4e,-,= 4OH,-,2H,2,+4OH,-,- 4e,-,= 4H,2,O,O,2,+ 2H,2,O + 4e,-,= 4OH,-,介质电池反应： 2H2 +O2 = 2H2O 酸性负极正极中,27,介质,电池反应：,负极,正极,负极,正极,2H,2,- 4e,-,+2O,2-,= 2H,2,O,O,2,+ 4e,-,= 2O,2-,2H,2,- 4e,-,= 4H,+,O,2,+ 4H,+,+ 4e,-,= 2H,2,O,固体燃料电池,2H,2,+O,2,= 2H,2,O,介质电池反应：负极正极负极 正极2H2 - 4e- +2O2,28,典例剖析,典例剖析,29,Al-3e,-,=Al,3+,Ag,2,S+2e,-,=2Ag + S,2-,2Al+3Ag,2,S+6H,2,O=6Ag+2Al(OH),3,+3H,2,S,Al-3e- =Al3+Ag2S+2e- =2Ag + S2,30,负极,反应式：,正极反应式：,总反应式：,O,2,+4e,-,+2CO,2,=2CO,3,2-,2CO+O,2,=2CO,2,2CO+2CO,3,2-,=,4CO,2,+4e,-,O2+4e- +2CO2=2CO32-2CO+O2=2C,31,例,锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为,Li + MnO,2,=LiMnO,2,，下列说法正确的是,（）,A,Li,是正极，电极反应为,Li -,e,-,= Li,+,B,Li,是负极，电极反应为,Li -,e,-,= Li,+,C,Li,是负极，电极反应为,MnO,2,+ e,-,= MnO,2,-,D,Li,是负极，电极反应为,Li -2e,-,= Li,2+,B,例B,32,课堂小结,课堂小结,33,书写电极反应式应注意以下几点：,1,电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则,（,如“拆”、“平”,）,；,2,将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；,书写电极反应式应注意以下几点：,34,4,仅有一个电极材料参与反应的原电池,负极：,M-,x,e,-,=M,x,+,；,正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属。,5,两个电极均参与反应的原电池,（,如蓄电池，纽扣电池,）,电极材料：金属为负极，金属化合物为正极；,电子得失均由两电极本身发生；,电极反应需考虑电解质溶液的参与,。,4仅有一个电极材料参与反应的原电池,35,高二化学原电池与化学电源课件,36,