高中化學 專題1 第2單元 第2課時 化學電源課件 蘇教版選修4.ppt

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第2課時化學電源,1．構成原電池應滿足什么條件？【答案】(1)電解質溶液；(2)兩個活潑性不同的電極，并且兩個電極直接或間接地連在一起，并插入電解質溶液中；(3)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應；(4)形成閉合回路。2．舉例說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、手機用的鎳氫電池和鋰電池；另外還有應用于航天和軍事領域的燃料電池等。,1．了解化學電源的種類及其工作原理，知道化學電源在生產、生活和國防中的實際應用。2．認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要作用。3．掌握一次電池、二次電池、燃料電池的反應原理，會書寫電極反應式。,1.化學電源又稱電池，是將________轉變成______的裝置。,篤學化學電源,化學能,電能,一次,二次,燃料,3．化學電池的優(yōu)點(1)化學電池的____________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。,能量轉換效率,形狀和大小,容量和電壓,4．判斷電池優(yōu)劣的主要標準(1)比能量：參與電極反應的單位質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：參與電極反應的單位質量或單位體積材料________的大小，單位Wkg－1或WL－1。(3)電池的____________的長短。,放出電能,輸出功率,可儲存時間,5．廢舊電池的處理________利用廢舊電池，不僅可以減少對我們生存環(huán)境的________，而且也是對________的節(jié)約。6．新型二次電池小型化、高比能量、工作壽命長、不需要特殊維護的二次電池。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】可充電電池的反應是可逆反應嗎？【答案】可充電電池有充電和放電兩個過程，放電時的負極反應和充電時的陰極反應，放電時的正極反應和充電時的陽極反應在形式上互逆，因此總反應在形式上也是互逆的，但因為互逆的反應是在不同條件下進行的，所以并不屬于可逆反應。,【慎思2】鉛蓄電池充電時，如何與外電源相接？【答案】鉛蓄電池充電時，電池的負極變?yōu)殛帢O，發(fā)生還原反應，生成Pb，與電源負極相連；電池的正極變?yōu)殛枠O，發(fā)生氧化反應，生成PbO2，與電源正極相連。正極接正極，負極接負極。,常見的化學電源,【例1】下列有關電池的敘述正確的是()A．鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細B．氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化C．太陽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變?yōu)殡娔?解析答案B,原電池的基本類型：(1)負極參與反應的原電池：活潑金屬作電極構成原電池，被腐蝕的金屬作負極；(2)兩電極都參加反應的電極：可充電電池是兩個電極都參與反應的原電池；(3)兩個電極都不參加反應的原電池：燃料電池用惰性電極作兩極，分別向兩極上通入參與氧化還原反應的氣體，從而形成原電池。,【體驗1】鉛蓄電池是化學電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解質為硫酸。工作(放電)時該電池的總反應為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。試根據上述情況判斷：(1)蓄電池的負極材料是__________。(2)工作時，正極反應為_______________________。(3)工作時，電解質溶液的pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)工作時，電解質溶液中陰離子移向______極。(5)電流方向從______極流向______極。,化學電源電極反應式的書寫,4．可充電電池電極反應式的書寫(1)原電池的負極發(fā)生氧化反應，充電時為陰極，發(fā)生還原反應，故放電時的負極反應式與充電時的陰極反應式相反。(2)原電池的正極發(fā)生還原反應，充電時為陽極，發(fā)生氧化反應，故放電時的正極反應式與充電時的陽極反應式相反。,【例2】飛船上使用的氫氧燃料電池的兩個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，總反應式為2H2＋O2===2H2O。(1)以KOH溶液為電解質構成燃料電池，則負極通入________，電極反應式為_________________________，正極通入________，電極反應式為_____________________。(2)如把KOH溶液改為稀H2SO4作電解質，則電極反應式負極為_____________________，正極為________________。,(3)如把KOH溶液改為NaCl溶液作電解質，則電極反應式負極為_______________，正極為____________________。(4)(1)和(2)的電解液不同，反應進行后其溶液的pH變化依次為________，________。解析根據原電池的反應原理，氫氧燃料電池總反應式為2H2＋O2===2H2O，因負極被氧化，正極被還原，即H2被氧化，通入H2的電極為負極；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，在酸性溶液中O2得電子生成O2－要與H＋反應，中性和堿性溶液中O2－要與H2O反應。,原電池電極反應均是氧化還原反應，因此電極反應式的書寫要遵循質量守恒、電子守恒及電荷守恒的原則，兩電極反應式相加得電池總反應式。,【體驗2】我國科學家發(fā)明的一種可控鋰水電池的工作原理如圖所示。下列有關說法不正確的是(),,A．電池工作時，鋰離子向正極移動B．有機電解質可用水溶液代替C．電池總反應為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，陽離子鋰離子向正極移動，正確；B.負極材料鋰與水反應，不可用水溶液代替有機電解質，錯誤；C.電池總反應為2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，正確；D.由電池反應知，該裝置不僅可提供電能，還可得到清潔的氫氣，正確。,【案例】探究準備：新鮮水果若干(蘋果、檸檬或橘子等)，鋅片、銅片若干，燈泡、導線、砂紙。探究過程：(1)用砂紙將鋅片和銅片磨光，然后平行地插入水果中，用導線連接鋅片和銅片。(2)用舌頭同時輕觸鋅片和銅片，舌頭稍有發(fā)麻和刺痛的感覺，這證明你的制作是成功的。,實驗探究四“水果電池”的制作與應用,(3)鋅片和銅片分別作電池的兩極，用導線與小燈泡串聯(lián)，小燈泡會不會發(fā)光呢？可能會讓你失望，小燈泡沒亮！可能是因為一個水果電池的電壓不夠的原因，多串聯(lián)幾個看看。,,如上圖，當“水果電池”增加到一定數目，燈泡就亮了。探究結論：水果與鋅片、銅片也能構成原電池，其原因是________________?！敬鸢浮夸\片作負極、銅片作正極形成了原電池，水果的果汁是電解質溶液,