高中化學(xué) 專題1 第2單元 第2課時(shí) 化學(xué)電源課件 蘇教版選修4.ppt

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第2課時(shí)化學(xué)電源,1．構(gòu)成原電池應(yīng)滿足什么條件？【答案】(1)電解質(zhì)溶液；(2)兩個(gè)活潑性不同的電極，并且兩個(gè)電極直接或間接地連在一起，并插入電解質(zhì)溶液中；(3)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)；(4)形成閉合回路。2．舉例說(shuō)明常用的電池有哪些？【答案】干電池，如鋅錳電池；蓄電池，如汽車用的鉛蓄電池、手機(jī)用的鎳氫電池和鋰電池；另外還有應(yīng)用于航天和軍事領(lǐng)域的燃料電池等。,1．了解化學(xué)電源的種類及其工作原理，知道化學(xué)電源在生產(chǎn)、生活和國(guó)防中的實(shí)際應(yīng)用。2．認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要作用。3．掌握一次電池、二次電池、燃料電池的反應(yīng)原理，會(huì)書寫電極反應(yīng)式。,1.化學(xué)電源又稱電池，是將________轉(zhuǎn)變成______的裝置。,篤學(xué)化學(xué)電源,化學(xué)能,電能,一次,二次,燃料,3．化學(xué)電池的優(yōu)點(diǎn)(1)化學(xué)電池的____________較高，供能穩(wěn)定可靠。(2)可以制成各種____________、不同____________的電池及電池組。(3)使用方便，易于維護(hù)。,能量轉(zhuǎn)換效率,形狀和大小,容量和電壓,4．判斷電池優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)(1)比能量：參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量或單位體積的電極材料________的大小，單位(Wh)kg－1或(Wh)L－1。(2)比功率：參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量或單位體積材料________的大小，單位Wkg－1或WL－1。(3)電池的____________的長(zhǎng)短。,放出電能,輸出功率,可儲(chǔ)存時(shí)間,5．廢舊電池的處理________利用廢舊電池，不僅可以減少對(duì)我們生存環(huán)境的________，而且也是對(duì)________的節(jié)約。6．新型二次電池小型化、高比能量、工作壽命長(zhǎng)、不需要特殊維護(hù)的二次電池。如：鎳鎘電池、鎳氫電池、銀鋅電池、鋰電池和鋰離子電池等。,回收,破壞,資源,【慎思1】可充電電池的反應(yīng)是可逆反應(yīng)嗎？【答案】可充電電池有充電和放電兩個(gè)過(guò)程，放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)和充電時(shí)的陰極反應(yīng)，放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)在形式上互逆，因此總反應(yīng)在形式上也是互逆的，但因?yàn)榛ツ娴姆磻?yīng)是在不同條件下進(jìn)行的，所以并不屬于可逆反應(yīng)。,【慎思2】鉛蓄電池充電時(shí)，如何與外電源相接？【答案】鉛蓄電池充電時(shí)，電池的負(fù)極變?yōu)殛帢O，發(fā)生還原反應(yīng)，生成Pb，與電源負(fù)極相連；電池的正極變?yōu)殛?yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成PbO2，與電源正極相連。正極接正極，負(fù)極接負(fù)極。,常見(jiàn)的化學(xué)電源,【例1】下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A．鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)B．氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化C．太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅D．氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?解析答案B,原電池的基本類型：(1)負(fù)極參與反應(yīng)的原電池：活潑金屬作電極構(gòu)成原電池，被腐蝕的金屬作負(fù)極；(2)兩電極都參加反應(yīng)的電極：可充電電池是兩個(gè)電極都參與反應(yīng)的原電池；(3)兩個(gè)電極都不參加反應(yīng)的原電池：燃料電池用惰性電極作兩極，分別向兩極上通入?yún)⑴c氧化還原反應(yīng)的氣體，從而形成原電池。,【體驗(yàn)1】鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解質(zhì)為硫酸。工作(放電)時(shí)該電池的總反應(yīng)為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。試根據(jù)上述情況判斷：(1)蓄電池的負(fù)極材料是__________。(2)工作時(shí)，正極反應(yīng)為_(kāi)______________________。(3)工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向______極。(5)電流方向從______極流向______極。,化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書寫,4．可充電電池電極反應(yīng)式的書寫(1)原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，充電時(shí)為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式與充電時(shí)的陰極反應(yīng)式相反。(2)原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，充電時(shí)為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故放電時(shí)的正極反應(yīng)式與充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式相反。,【例2】飛船上使用的氫氧燃料電池的兩個(gè)電極均由多孔性碳制成。通入的氣體由空隙中逸出，并在電極表面放電，總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O。(1)以KOH溶液為電解質(zhì)構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通入________，電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________，正極通入________，電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________。(2)如把KOH溶液改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式負(fù)極為_(kāi)____________________，正極為_(kāi)_______________。,(3)如把KOH溶液改為NaCl溶液作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式負(fù)極為_(kāi)______________，正極為_(kāi)___________________。(4)(1)和(2)的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后其溶液的pH變化依次為_(kāi)_______，________。解析根據(jù)原電池的反應(yīng)原理，氫氧燃料電池總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O，因負(fù)極被氧化，正極被還原，即H2被氧化，通入H2的電極為負(fù)極；O2被還原，即通入O2的電極為正極。在堿性溶液中H2失去電子生成的H＋要與OH－反應(yīng)，在酸性溶液中O2得電子生成O2－要與H＋反應(yīng)，中性和堿性溶液中O2－要與H2O反應(yīng)。,原電池電極反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng)，因此電極反應(yīng)式的書寫要遵循質(zhì)量守恒、電子守恒及電荷守恒的原則，兩電極反應(yīng)式相加得電池總反應(yīng)式。,【體驗(yàn)2】我國(guó)科學(xué)家發(fā)明的一種可控鋰水電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(),,A．電池工作時(shí)，鋰離子向正極移動(dòng)B．有機(jī)電解質(zhì)可用水溶液代替C．電池總反應(yīng)為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑D．該裝置不僅可提供電能，還可得到清潔的氫氣【答案】B【解析】A.電池工作時(shí)，陽(yáng)離子鋰離子向正極移動(dòng)，正確；B.負(fù)極材料鋰與水反應(yīng)，不可用水溶液代替有機(jī)電解質(zhì)，錯(cuò)誤；C.電池總反應(yīng)為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，正確；D.由電池反應(yīng)知，該裝置不僅可提供電能，還可得到清潔的氫氣，正確。,【案例】探究準(zhǔn)備：新鮮水果若干(蘋果、檸檬或橘子等)，鋅片、銅片若干，燈泡、導(dǎo)線、砂紙。探究過(guò)程：(1)用砂紙將鋅片和銅片磨光，然后平行地插入水果中，用導(dǎo)線連接鋅片和銅片。(2)用舌頭同時(shí)輕觸鋅片和銅片，舌頭稍有發(fā)麻和刺痛的感覺(jué)，這證明你的制作是成功的。,實(shí)驗(yàn)探究四“水果電池”的制作與應(yīng)用,(3)鋅片和銅片分別作電池的兩極，用導(dǎo)線與小燈泡串聯(lián)，小燈泡會(huì)不會(huì)發(fā)光呢？可能會(huì)讓你失望，小燈泡沒(méi)亮！可能是因?yàn)橐粋€(gè)水果電池的電壓不夠的原因，多串聯(lián)幾個(gè)看看。,,如上圖，當(dāng)“水果電池”增加到一定數(shù)目，燈泡就亮了。探究結(jié)論：水果與鋅片、銅片也能構(gòu)成原電池，其原因是________________?！敬鸢浮夸\片作負(fù)極、銅片作正極形成了原電池，水果的果汁是電解質(zhì)溶液,