【風(fēng)向標(biāo)】年高考化學(xué) 第四章 第二節(jié)　化學(xué)電源課件 新人教選修4

第二節(jié)化學(xué)電源一、化學(xué)電池1.定義：化學(xué)電池是將____________轉(zhuǎn)變成__________的裝置?；瘜W(xué)能電能轉(zhuǎn)化率高

2.分類：一次電池(如普通鋅錳電池、銀鋅電池)；二次電池(如鉛蓄電池)；燃料電池(如氫氧燃料電池、甲醇燃料電池)。 3.優(yōu)點：(1)能量__________、供能穩(wěn)定可靠；(2)可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，并可在各種環(huán)境下工作。負(fù)極：_________________________；二、一次電池干電池ZnMnO2KOH

1.概念：一次電池的活性物質(zhì)(發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì))消耗到一定程度，就不能再用了。電池中的電解溶液制成膠狀，不流動，也叫做____________。 2.常見的一次電池 (1)堿性鋅錳電池。 ①組成：負(fù)極：______，正極：______，電解質(zhì)：______。 ②工作原理。負(fù)極：___________________________________。正極(石墨)：_______________________________________。總反應(yīng)式：________________________________________。(2)鋅銀電池。Ag2OKOH①組成：負(fù)極：______，正極：______，電解質(zhì)：______。②工作原理。正極：___________________________________。總反應(yīng)方程式：___________________________________。Zn三、二次電池充電電池蓄電池

1.定義：二次電池又稱__________或__________，它在放電時所進行的氧化還原反應(yīng)，在充電時又逆向進行，使活性物質(zhì)恢復(fù)原狀，如此充放電可循環(huán)進行，至一定周期后終止。 2.常見的二次電池——鉛蓄電池 (1)鉛蓄電池的放電原理。負(fù)極：__________________________________；正極：______________________________________；(2)鉛蓄電池的充電原理。陽極：_____________________________________；陰極：________________________________；

四、燃料電池

1.定義：燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。氧氣氫氣2.組成(以氫氧燃料電池為例)正極室：通__________(氧化劑)；負(fù)極室：通__________(燃料)；電解質(zhì)：稀硫酸溶液；電極材料：鉑電極。3.工作原理總反應(yīng)：____________________；負(fù)極：____________________；正極：_______________________；燃料電池1.氫氧燃料電池

氫氧燃料電池是一種高效低污染的新型電池，主要用于航天領(lǐng)域。它的電極材料一般為惰性電極，具有很強的催化活性，如鉑電極、活性炭電極等。該電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，可用酸性電解質(zhì)(如稀H2SO4)，也可用堿性電解質(zhì)(如KOH溶液)。氫氧燃料電池構(gòu)造如圖4－2－1所示。圖4－2－1介質(zhì)電極反應(yīng)

酸性(H2SO4)負(fù)極正極電池反應(yīng)

堿性(KOH)負(fù)極正極電池反應(yīng)氫氧燃料電池在不同介質(zhì)中發(fā)生的電極反應(yīng)歸納如下表：2.甲甲烷烷燃燃料料電電池池該電電池池用用金金屬屬鉑鉑片片插插入入KOH溶溶液液中中作作電電極極，，在在負(fù)負(fù)極極通通入入甲烷烷，，正正極極通通入氧氧氣氣。。電池池的的電電極極反反應(yīng)應(yīng)式式書書寫寫1.書書寫寫要要遵遵循循的的原原則則(1)原原電電池池兩兩電電極極上上分分別別發(fā)發(fā)生生氧氧化化反反應(yīng)應(yīng)和和還還原原反反應(yīng)應(yīng)，，因因此此電電極反反應(yīng)應(yīng)式式的的書書寫寫要要遵遵循循質(zhì)質(zhì)量量守守恒恒、、得得失失電電子子守守恒恒及及電電荷荷守守恒恒。。(2)弱弱電電解解質(zhì)質(zhì)、符號號表表示示。。(3)正正極極產(chǎn)產(chǎn)物物、、負(fù)負(fù)極極產(chǎn)產(chǎn)物物根根據(jù)據(jù)題題意意或或化化學(xué)學(xué)方方程程式式確確定定，，也也要要注意意電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液液的的成成分分對對電電極極產(chǎn)產(chǎn)物物的的影影響響。。2.書書寫寫步步驟驟(1)首首先先判判斷斷該該電電池池所所依依據(jù)據(jù)的的化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)，，從從而而確確定定兩兩個個半半反反應(yīng)即即電電極極反反應(yīng)應(yīng)。。(2)給給出出總總反反應(yīng)應(yīng)式式，，寫寫電電極極反反應(yīng)應(yīng)式式各類類電電極極反反應(yīng)應(yīng)式式的的一一般般書書寫寫如如下下：：①①列列物物質(zhì)質(zhì)，，標(biāo)標(biāo)得得失失；；②②選離離子子，，配配電電荷荷；；③③配配個個數(shù)數(shù)，，巧巧用用水水；；④④兩兩式式加加，，驗驗總總式式。。以以2H2O，，電電氫氧氧燃燃料料電電池池為為例例：：已已知知總總電電池池反反應(yīng)應(yīng)為為2H2＋O2解質(zhì)溶溶液為為KOH溶溶液，，試寫寫出兩兩極反反應(yīng)式。負(fù)極書書寫步步驟為為：同理，，正極極電極極反應(yīng)應(yīng)式書書寫如如下：：將正負(fù)負(fù)兩電電極反反應(yīng)方方程式式相加加，得得到反反應(yīng)式式與總總反應(yīng)應(yīng)式相相符，說說明寫寫法正正確。。3.書書寫充充電電電池、、燃料(1)充電電池。在書寫寫可充充電池池電極極反應(yīng)應(yīng)式時時，關(guān)關(guān)鍵是是明確確電池池和電電極。。①放電電為原原電池池，充充電為為電解解池。。②原電電池的的負(fù)極極與電電解池池的陽陽極發(fā)發(fā)生氧氧化反反應(yīng)，，對應(yīng)應(yīng)元素素化合價價升高高；原原電池池的正正極與與電解解池的的陰極極發(fā)生生還原原反應(yīng)應(yīng)，對對應(yīng)元素素化合合價降降低。。(2)燃料料電池池。①電池池的負(fù)負(fù)極一一定是是可燃燃性物物質(zhì)，，失電電子發(fā)發(fā)生氧氧化反反應(yīng)；；電池的的正極極多為為氧氣氣或空空氣，，得電電子發(fā)發(fā)生還還原反反應(yīng)。。②電極極材料料一般般不參參加化化學(xué)反反應(yīng)，，只是是一個個催化化轉(zhuǎn)化化元件。。③書書寫寫電電極極反反應(yīng)應(yīng)式式時時，，要要分分清清電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液液的的酸酸堿堿性性，，在在堿堿性電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液液中中，，電電極極反反應(yīng)應(yīng)式式中中不不能能出出現(xiàn)現(xiàn)H＋，在在酸酸性性電電解解質(zhì)質(zhì)溶液液中中，，電電極極反反應(yīng)應(yīng)式式中中不不能能出出現(xiàn)現(xiàn)OH－。④正正、、負(fù)負(fù)兩兩極極的的電電極極反反應(yīng)應(yīng)式式在在得得失失電電子子守守恒恒的的前前提提下下，，相相加后后的的電電池池反反應(yīng)應(yīng)必必然然是是燃燃料料燃燃燒燒反反應(yīng)應(yīng)和和燃燃燒燒產(chǎn)產(chǎn)物物與與電電解解質(zhì)質(zhì)溶溶液反反應(yīng)應(yīng)的的疊疊加加反反應(yīng)應(yīng)式式。。各種種電電池池工工作作原原理理的的考考查查【例例1】堿性性電電池池具具有有容容量量大大、、放放電得到廣泛應(yīng)用。鋅－錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液。電池總總反反應(yīng)應(yīng)式式為為Zn(s)＋＋2MnO2(s)＋＋H2O(l)Zn(OH)2(s)＋＋A.電電池池工工作作時，，鋅鋅失失去去電電子子C.電電池池工工作作時時，，電電子子由由正正極極通通過過外外電電路路流流向向負(fù)負(fù)極極D.外電電路路中中每每通通過過0.2mol電電子子，，鋅鋅的的質(zhì)質(zhì)量量理理論論上上減減少少6.5g名師師點點撥撥：：根據(jù)據(jù)電電池池總總反反應(yīng)應(yīng)可可知知，，反反應(yīng)應(yīng)中中Zn失失去去電電子子，，根據(jù)據(jù)電電極極反反應(yīng)應(yīng)可可以以確確定定外外電電路路中中每每通通過過0.2mol電子，就就有0.1molZn發(fā)生反應(yīng)應(yīng)，質(zhì)量量為6.5g。原電池池中電子子由負(fù)極極通過外外電路流向向正極。。答案：C1.(2011年廣東梅梅州檢測測)氫氧燃料料電池可可以使用用在航天天飛機上，其其反應(yīng)原原理示意意圖如圖圖4－－2－2。下列列有關(guān)氫氫氧燃料料電池的說法法正確的的是()。DA.該電電池工作作時電能能轉(zhuǎn)化為為化學(xué)能能B.該電電池中電電極b是負(fù)負(fù)極C.外電電路中電電子由電電極b通過過導(dǎo)線流流向圖4－－2－2電極aD.該電電池的總總反應(yīng)：：2H2＋O22H2O2.(雙選)據(jù)報道，，鋅電池池可能取取代目前前廣泛使使用的鉛鉛蓄電池，因為為鋅電池池容量大大，而且且沒有鉛鉛污染。。其電池池反應(yīng)為為2Zn＋O22ZnO，原料料為鋅粒粒，電解解液和空空氣。下下列敘述述正確的是()。BDA.鋅為為正極，，空氣進進入負(fù)極極反應(yīng)Zn2＋B.負(fù)極反應(yīng)應(yīng)為Zn－－2e－C.正極發(fā)生生氧化反應(yīng)D.電解液肯肯定不是強酸酸新型化學(xué)電池池【例2】(雙選)固體氧化物燃燃料電池是由由美國西屋公公司研制開發(fā)的。它它以固體氧化化鋯—氧化釔為電電解質(zhì)，這種種固體電解質(zhì)在高溫下允允許氧離子(O2－)在其間通過過。該電池的的工作原理如圖4－2－3所示示，該電池的的一極(a)填充氧氣，，另一極(b)填充氫氣，其中中多孔電極a、b均均不參與電極極反應(yīng)。下列列判斷正確的是()。圖4－2－－3答案：ADD.充電時陽陽極附近溶液的堿堿性增加答案：ADA.充電時陰陰極發(fā)生氧化化反應(yīng)C.通入0.25mol氧氣氣并完全反應(yīng)