【課件】（蘇教版2019選擇性必修1）化學(xué)電源

專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化化學(xué)電源1．了解化學(xué)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(xué)習(xí)目標(biāo)】化學(xué)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(yīng)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(yīng)后生成Ag和Zn(OH)2。請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。課堂探究1.堿性鋅錳電池的電池反應(yīng)式為：2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2，請(qǐng)指出該電池的正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式。負(fù)極（Zn）：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正極（石墨棒）：MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-。電池反應(yīng)式：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。負(fù)極反應(yīng)式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。正極反應(yīng)式：Ag2O+2e-+2H2O=2Ag+2OH-。原電池的電極反應(yīng)式的書寫步驟（1）找出電池中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，寫出氧化還原反應(yīng)方程式。（2）分析氧化還原反應(yīng)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(yīng)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(fù)極是Pb，正極是PbO2，電解質(zhì)是硫酸）（1）鉛蓄電池的放電反應(yīng)為原電池反應(yīng)負(fù)極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+SO42-+4H+===PbSO4+2H2O電池反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O（2）鉛蓄電池的充電反應(yīng)陰極：PbSO4+2e-===Pb+SO42-陽(yáng)極：PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+SO42-+4H+總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4（3）鉛蓄電池的充、放電原理的化學(xué)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(fù)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(jī)溶劑中。（2）鋰離子電池的工作原理負(fù)極：LiCoO2-xe-→Li1-xCoO2+xLi+正極：6C+xLi++xe-→LixC6電池反應(yīng)：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(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)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(shí)不斷從外部輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)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(qǐng)寫出正、負(fù)極的反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。負(fù)極：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-電池反應(yīng)式：2H2+O2=2H2O基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)——制作簡(jiǎn)單的燃料電池（1）實(shí)驗(yàn)步驟①將石墨棒和玻璃導(dǎo)管插入橡膠塞中，將橡膠塞塞入U(xiǎn)形管管口中，檢查氣密性，標(biāo)記橡膠塞底部到達(dá)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(biāo)記的位置為宜；③塞緊橡膠塞，接通學(xué)生電源，當(dāng)一端玻璃管內(nèi)的液柱接近溢出時(shí)，切斷學(xué)生電源；④取出時(shí)鐘內(nèi)的干電池，將導(dǎo)線與時(shí)鐘的正、負(fù)極相連，觀察時(shí)鐘指針。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①接通學(xué)生電源，_______________________________________________________。②連接時(shí)鐘，____________________________。（3）判斷燃料電池中正、負(fù)極的方法接通學(xué)生電源時(shí)，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(gè)電極產(chǎn)生的是______，該電解為燃料電池的_____極。兩個(gè)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(shí)鐘指針又開始走動(dòng)H2負(fù)O2正課堂練習(xí)1．已知某儲(chǔ)氫電池的電池的反應(yīng)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(yīng)式。答案：負(fù)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(yīng)可以設(shè)計(jì)成氫氧燃料電池，電池的兩個(gè)電極均為石墨。（1）若電解質(zhì)溶液為K2SO4溶液，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式。（2）若電解質(zhì)溶液為硫酸溶液，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式。（3）若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，請(qǐng)寫出電極反應(yīng)式。答案：（1）負(fù)極：2H2-4e-=4H+

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-（2）負(fù)極：2H2-4e-=4H+

正極：O2+4H++4e-=2H2O（3）負(fù)極：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-3．請(qǐng)寫出甲烷燃料電池（電解液為KOH溶液）的電池反應(yīng)式和電極反應(yīng)式。答案：電池反應(yīng)式：CH4＋2KOH＋2O2=K2CO3＋3H2O負(fù)極：CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O正極：O2+2H2O+4e-=4OH-寫化學(xué)電池中電極反應(yīng)式應(yīng)注意的問(wèn)題（1）正確判斷出化學(xué)電池的負(fù)極和正極，確定兩極上分別發(fā)生的具體反應(yīng)。（2）確認(rèn)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(yīng)，若能反應(yīng)，則應(yīng)寫與電解質(zhì)溶液反應(yīng)后的電極反應(yīng)式。（3）書寫電極反應(yīng)的原則①加和性原則