高中化学 专题1 第2单元 第2课时 化学电源课件 苏教版选修4.ppt

第2课时化学电源 1 构成原电池应满足什么条件 答案 1 电解质溶液 2 两个活泼性不同的电极 并且两个电极直接或间接地连在一起 并插入电解质溶液中 3 能自发地发生氧化还原反应 4 形成闭合回路 2 举例说明常用的电池有哪些 答案 干电池 如锌锰电池 蓄电池 如汽车用的铅蓄电池 手机用的镍氢电池和锂电池 另外还有应用于航天和军事领域的燃料电池等 1 了解化学电源的种类及其工作原理 知道化学电源在生产 生活和国防中的实际应用 2 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用 3 掌握一次电池 二次电池 燃料电池的反应原理 会书写电极反应式 1 化学电源又称电池 是将 转变成 的装置 笃学化学电源 化学能 电能 一次 二次 燃料 3 化学电池的优点 1 化学电池的 较高 供能稳定可靠 2 可以制成各种 不同 的电池及电池组 3 使用方便 易于维护 能量转换效率 形状和大小 容量和电压 4 判断电池优劣的主要标准 1 比能量 参与电极反应的单位质量或单位体积的电极材料 的大小 单位 W h kg 1或 W h L 1 2 比功率 参与电极反应的单位质量或单位体积材料 的大小 单位W kg 1或W L 1 3 电池的 的长短 放出电能 输出功率 可储存时间 5 废旧电池的处理 利用废旧电池 不仅可以减少对我们生存环境的 而且也是对 的节约 6 新型二次电池小型化 高比能量 工作寿命长 不需要特殊维护的二次电池 如 镍镉电池 镍氢电池 银锌电池 锂电池和锂离子电池等 回收 破坏 资源 慎思1 可充电电池的反应是可逆反应吗 答案 可充电电池有充电和放电两个过程 放电时的负极反应和充电时的阴极反应 放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆 因此总反应在形式上也是互逆的 但因为互逆的反应是在不同条件下进行的 所以并不属于可逆反应 慎思2 铅蓄电池充电时 如何与外电源相接 答案 铅蓄电池充电时 电池的负极变为阴极 发生还原反应 生成Pb 与电源负极相连 电池的正极变为阳极 发生氧化反应 生成PbO2 与电源正极相连 正极接正极 负极接负极 常见的化学电源 例1 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 氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化C 太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅D 氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 解析答案B 原电池的基本类型 1 负极参与反应的原电池 活泼金属作电极构成原电池 被腐蚀的金属作负极 2 两电极都参加反应的电极 可充电电池是两个电极都参与反应的原电池 3 两个电极都不参加反应的原电池 燃料电池用惰性电极作两极 分别向两极上通入参与氧化还原反应的气体 从而形成原电池 体验1 铅蓄电池是化学电源 其电极材料分别是Pb和PbO2 电解质为硫酸 工作 放电 时该电池的总反应为Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 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 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 化学电源电极反应式的书写 4 可充电电池电极反应式的书写 1 原电池的负极发生氧化反应 充电时为阴极 发生还原反应 故放电时的负极反应式与充电时的阴极反应式相反 2 原电池的正极发生还原反应 充电时为阳极 发生氧化反应 故放电时的正极反应式与充电时的阳极反应式相反 例2 飞船上使用的氢氧燃料电池的两个电极均由多孔性碳制成 通入的气体由空隙中逸出 并在电极表面放电 总反应式为2H2 O2 2H2O 1 以KOH溶液为电解质构成燃料电池 则负极通入 电极反应式为 正极通入 电极反应式为 2 如把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质 则电极反应式负极为 正极为 3 如把KOH溶液改为NaCl溶液作电解质 则电极反应式负极为 正极为 4 1 和 2 的电解液不同 反应进行后其溶液的pH变化依次为 解析根据原电池的反应原理 氢氧燃料电池总反应式为2H2 O2 2H2O 因负极被氧化 正极被还原 即H2被氧化 通入H2的电极为负极 O2被还原 即通入O2的电极为正极 在碱性溶液中H2失去电子生成的H 要与OH 反应 在酸性溶液中O2得电子生成O2 要与H 反应 中性和碱性溶液中O2 要与H2O反应 原电池电极反应均是氧化还原反应 因此电极反应式的书写要遵循质量守恒 电子守恒及电荷守恒的原则 两电极反应式相加得电池总反应式 体验2 我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示 下列有关说法不正确的是 A 电池工作时 锂离子向正极移动B 有机电解质可用水溶液代替C 电池总反应为2Li 2H2O 2LiOH H2 D 该装置不仅可提供电能 还可得到清洁的氢气 答案 B 解析 A 电池工作时 阳离子锂离子向正极移动 正确 B 负极材料锂与水反应 不可用水溶液代替有机电解质 错误 C 电池总反应为2Li 2H2O 2LiOH H2 正确 D 由电池反应知 该装置不仅可提供电能 还可得到清洁的氢气 正确 案例 探究准备 新鲜水果若干 苹果 柠檬或橘子等 锌片 铜片若干 灯泡 导线 砂纸 探究过程 1 用砂纸将锌片和铜片磨光 然后平行地插入水果中 用导线连接锌片和铜片 2 用舌头同时轻触锌片和铜片 舌头稍有发麻和刺痛的感觉 这证明你的制作是成功的 实验探究四 水果电池 的制作与应用 3 锌片和铜片分别作电池的两极 用导线与小灯泡串联 小灯泡会不会发光呢 可能会让你失望 小灯泡没亮 可能是因为一个水果电池的电压不够的原因 多串联几个看看 如上图 当 水果电池 增加到一定数目 灯泡就亮了 探究结论 水果与锌片 铜片也能构成原电池 其原因是 答案 锌片作负极 铜片作正极形成了原电池 水果的果汁是电解质溶液