【課件】（蘇教版2019選擇性必修1）化學電源

專題1化學反應與能量變化第二單元化學能與電能的轉(zhuǎn)化化學電源1．了解化學電源的種類及工作原理。2．了解常見的一次電池、二次電池和燃料電池?！緦W習目標】化學電源包括一次電池、二次電池和燃料電池一次電池：一次電池中發(fā)生氧化還原反應的物質(zhì)大部分被消耗后不能再使用。常見的一次電池有：普通鋅錳干電池、堿性鋅錳電池、銀鋅紐扣電池等。普通鋅錳干電池堿性鋅錳電池銀鋅紐扣電池2.銀鋅紐扣電池的電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，發(fā)生氧化還原反應后生成Ag和Zn(OH)2。請寫出電極反應式和電池反應式。課堂探究1.堿性鋅錳電池的電池反應式為：2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2，請指出該電池的正負極，寫出電極反應式。負極（Zn）：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正極（石墨棒）：MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-。電池反應式：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。負極反應式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。正極反應式：Ag2O+2e-+2H2O=2Ag+2OH-。原電池的電極反應式的書寫步驟（1）找出電池中發(fā)生的氧化還原反應，寫出氧化還原反應方程式。（2）分析氧化還原反應中的氧化劑和還原劑，電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。（3）分析電池中的溶液的酸堿性，寫出電極反應式。課堂小結(jié)二次電池二次電池又稱為充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。鉛蓄電池（負極是Pb，正極是PbO2，電解質(zhì)是硫酸）（1）鉛蓄電池的放電反應為原電池反應負極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+SO42-+4H+===PbSO4+2H2O電池反應：Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O（2）鉛蓄電池的充電反應陰極：PbSO4+2e-===Pb+SO42-陽極：PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+SO42-+4H+總反應：2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4（3）鉛蓄電池的充、放電原理的化學方程式為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O新型二次電池包括鎳鎘電池、鎳氫電池、銀鋅電池、鋰電池和鋰離子電池等。鋰離子電池（1）鋰離子電池的組成正極材料多采用磷酸鐵鋰（LiFePO4）或鈷酸鋰（LiCoO2）等，一般是具有可供鋰離子嵌入或脫嵌結(jié)構(gòu)的化合物；負極材料大多數(shù)是碳素材料，如人工石墨、碳纖維、天然石墨等。電解質(zhì)溶液是將鋰鹽溶解在一定的非水、非質(zhì)子性的有機溶劑中。（2）鋰離子電池的工作原理負極：LiCoO2-xe-→Li1-xCoO2+xLi+正極：6C+xLi++xe-→LixC6電池反應：LiCoO2+6C===Li1-xCoO2+LixC6燃料電池燃料電池是利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的氧化還原反應，將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學電池。氫氣、甲烷、甲醇、肼（N2H4）、氨等都可以作為燃料。氧化劑和還原劑在工作時不斷從外部輸入，同時將電極反應產(chǎn)物不斷排出電池。課堂探究氫氧燃料電池的原理如圖所示，請寫出正、負極的反應式和電池反應式。負極：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-電池反應式：2H2+O2=2H2O基礎實驗——制作簡單的燃料電池（1）實驗步驟①將石墨棒和玻璃導管插入橡膠塞中，將橡膠塞塞入U形管管口中，檢查氣密性，標記橡膠塞底部到達的位置；②取出橡膠塞，往U形管中注入稀硫酸，以接近橡膠塞底部標記的位置為宜；③塞緊橡膠塞，接通學生電源，當一端玻璃管內(nèi)的液柱接近溢出時，切斷學生電源；④取出時鐘內(nèi)的干電池，將導線與時鐘的正、負極相連，觀察時鐘指針。（2）實驗現(xiàn)象①接通學生電源，_______________________________________________________。②連接時鐘，____________________________。（3）判斷燃料電池中正、負極的方法接通學生電源時，玻璃管內(nèi)液柱先接近溢出的電極產(chǎn)生的氣體是______，該電極為燃料電池的_____極；另外一個電極產(chǎn)生的是______，該電解為燃料電池的_____極。兩個石墨棒上都有氣泡產(chǎn)生，U形管內(nèi)液面下降，玻璃管液面上升時鐘指針又開始走動H2負O2正課堂練習1．已知某儲氫電池的電池的反應為：H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，寫出該電池的電極反應式。答案：負極：H2-2e-+2OH-=2H2O正極：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-2．已知：2H2+O2=2H2O，根據(jù)此反應可以設計成氫氧燃料電池，電池的兩個電極均為石墨。（1）若電解質(zhì)溶液為K2SO4溶液，請寫出電極反應式。（2）若電解質(zhì)溶液為硫酸溶液，請寫出電極反應式。（3）若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，請寫出電極反應式。答案：（1）負極：2H2-4e-=4H+

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-（2）負極：2H2-4e-=4H+

正極：O2+4H++4e-=2H2O（3）負極：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-3．請寫出甲烷燃料電池（電解液為KOH溶液）的電池反應式和電極反應式。答案：電池反應式：CH4＋2KOH＋2O2=K2CO3＋3H2O負極：CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-寫化學電池中電極反應式應注意的問題（1）正確判斷出化學電池的負極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應。（2）確認電極得失電子后的產(chǎn)物是否能與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應，若能反應，則應寫與電解質(zhì)溶液反應后的電極反應式。（3）書寫電極反應的原則①加和性原則