202X年高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)4.2化學(xué)電源課件新人教版選修4

第二節(jié)

化學(xué)電源目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引1.能說出化學(xué)電源的優(yōu)點(diǎn)及在各方面的應(yīng)用。2.能記住常見的一次電池、二次電池和燃料電池的工作原理。3.能說出廢舊電池對(duì)環(huán)境的危害,樹立環(huán)保意識(shí)。目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四一、化學(xué)電池的分類及其優(yōu)劣1.化學(xué)電池的分類

2.化學(xué)電池的優(yōu)點(diǎn)(1)化學(xué)電池的能量轉(zhuǎn)換效率較高,供能穩(wěn)定可靠。(2)可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池及電池組。(3)使用方便,易于維護(hù),并可在各種環(huán)境下工作。目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四3.判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量:即單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少,單位(W·h)/kg或(W·h)/L。(2)比功率:即單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的多少,單位W/kg或W/L。(3)電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長短。目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四二、一次電池1.堿性鋅錳電池(1)根本構(gòu)造:(2)組成。正極:MnO2;負(fù)極:Zn;電解質(zhì):KOH。

目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四(4)特點(diǎn):堿性鋅錳電池比普通鋅錳電池性能好,它的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有提高,適用于大電流和連續(xù)放電。目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四2.鋅銀電池(1)根本構(gòu)造及工作原理。(2)組成:負(fù)極:Zn,正極:Ag2O,電解質(zhì):KOH。(3)工作原理。(4)特點(diǎn):比能量大,電壓穩(wěn)定,儲(chǔ)存時(shí)間長,適用于小電流連續(xù)放電。

目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四3.鋰電池(1)根本組成:負(fù)極:Li。正極:MnO2、CuO、FeS2等。電解質(zhì):非水溶劑。(2)特點(diǎn):比能量高、電壓高、工作溫度寬,儲(chǔ)存時(shí)間長。目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四三、二次電池(以鉛蓄電池為例)1.根本構(gòu)造負(fù)極:Pb。正極:PbO2。電解質(zhì):H2SO4溶液。目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四3.鉛蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn):可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、平安可靠、價(jià)格低廉,在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(2)缺點(diǎn):比能量低、笨重,廢棄的電池污染環(huán)境。目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四四、燃料電池(以酸性氫氧燃料電池為例)1.根本構(gòu)造目標(biāo)導(dǎo)航預(yù)習(xí)導(dǎo)引一二三四3.燃料電池的優(yōu)點(diǎn)(1)能量轉(zhuǎn)化率高。燃料電池的能量轉(zhuǎn)換率超過80%,普通燃燒過程能量轉(zhuǎn)換率僅30%多。(2)污染小。燃料電池是利用燃料直接燃燒產(chǎn)生的熱量發(fā)電嗎?為什么?提示：不是。燃料電池產(chǎn)生電流的過程并非燃料的直接燃燒,而是燃料和氧化劑(氧氣)分別在原電池的兩極上發(fā)生反響,實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。知識(shí)梳理典例透析一二一、燃料電池的工作原理1.工作原理(1)電極:所用電極一般為惰性電極。負(fù)極:H2、烴、甲醇、肼均可作燃料,失電子發(fā)生氧化反響;正極:空氣或O2作氧化劑得到電子;電子沿導(dǎo)線連續(xù)不斷地把燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。(2)電解質(zhì):所用電解質(zhì)為酸(或堿)、熔融氧化物(或熔融鹽)等。知識(shí)梳理典例透析一二知識(shí)梳理典例透析一二(2)甲烷燃料電池。用導(dǎo)線連接的兩個(gè)鉑電極插入電解質(zhì)溶液中,然后向兩極分別通入CH4和O2。知識(shí)梳理典例透析一二二、化學(xué)電源電極反響式的書寫1.根據(jù)裝置書寫電極反響式(1)確定原電池的正負(fù)極及放電的物質(zhì)。首先根據(jù)題目給定的圖示裝置特點(diǎn),結(jié)合原電池正負(fù)極的判斷方法,確定原電池的正負(fù)極及放電的物質(zhì)。(2)書寫電極反響式。①負(fù)極反響:規(guī)律:活潑金屬或H2(或其他復(fù)原劑)失去電子生成金屬陽離子或H+(或其他氧化產(chǎn)物)。特例:假設(shè)電解質(zhì)溶液中的陰離子與生成的金屬陽離子或H+能反響,那么該陰離子應(yīng)寫入電極反響式,如鉛蓄電池的負(fù)極反響是知識(shí)梳理典例透析一二②正極反響:規(guī)律:陽離子得電子生成單質(zhì)或氧氣得電子。特例:假設(shè)是氧氣得電子,要考慮電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。(3)寫出電池總反響方程式。結(jié)合電子守恒將正負(fù)極電極反響式相加即得到電池總反響方程式。知識(shí)梳理典例透析一二2.根據(jù)電池總反響方程式,寫電極反響式(1)一般書寫步驟:第一步:找出復(fù)原劑和氧化劑,確定負(fù)極、正極放電的物質(zhì)。第二步:利用電荷守恒寫出電極反響式,注意電極上生成的新物質(zhì)是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反響,如O2-在酸性溶液中生成H2O,在堿性或中性條件下生成OH-;+4價(jià)碳在酸性條件下生成CO2,在堿性溶液中以形式存在。第三步:驗(yàn)證,將兩個(gè)半反響相加,得總反響方程式?？偡错懛匠淌綔p去一個(gè)反響式得到另一個(gè)反響式。知識(shí)梳理典例透析一二知識(shí)梳理典例透析一二3.可充電電池電極反響特別提醒解答書寫有關(guān)電極反響式的題目時(shí),應(yīng)先寫出總化學(xué)方程式,再找出電解質(zhì)溶液的成分,最后分別寫出正極反響式和負(fù)極反響式,從而作出合理的判斷。知識(shí)梳理典例透析知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3一次電池

【例題1】堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),故得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以KOH溶液為電解液,電池總反響式為Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)以下說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.電池工作時(shí),鋅失去電子B.電池正極的電極反響式為2MnO2(s)+2H2O(l)+2e-2MnOOH(s)+2OH-(aq)C.電池工作時(shí),電子由正極通過外電路流向負(fù)極D.外電路中每通過0.2mol電子,鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g知識(shí)梳理典例透析知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3答案：C知識(shí)梳理典例透析知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3二次電池

知識(shí)梳理典例透析知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3解析：因?yàn)榉烹姇r(shí)的反響中有氫氧化物生成,故電解質(zhì)溶液是堿性溶液,因?yàn)殍F的化合價(jià)升高,鎳的化合價(jià)降低,故鐵是負(fù)極,氧化鎳是正極,故A和B均正確;充電時(shí)的陰極反響為Fe(OH)2+2e-Fe+2OH-,故此時(shí)陰極附近溶液的pH增大,故C錯(cuò)誤;根據(jù)所給的放電時(shí)的電池反響可推知D正確。答案：C知識(shí)梳理典例透析知識(shí)點(diǎn)1知識(shí)點(diǎn)2知識(shí)點(diǎn)3燃料電池

【例題3】以下圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示：,以下表達(dá)不正確的選項(xiàng)