选修四化学电源 优质课（课堂PPT）

1、高二化学组高二化学组 谢浩勇谢浩勇1.组成原电池的条件组成原电池的条件2.原电池中正负极的判断原电池中正负极的判断 发明电池的故事 伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家.有有一天一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文,说说动物肌肉里贮存着电动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来可以用金属接触肌肉把电引出来.看看了这篇论文了这篇论文,伏特非常兴奋伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验便决定亲自来做这个实验.他用他用许多只活青蛙反复实验许多只活青蛙反复实验,终于发现终于发现,实际情况并不像加

2、伐尼实际情况并不像加伐尼所说的那样所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流而是两种不同的金属接触产生的电流,才使蛙才使蛙腿的肌肉充电而收缩腿的肌肉充电而收缩. 为了证明自己的发现是正确的为了证明自己的发现是正确的,伏特决定更深入地了解伏特决定更深入地了解电的来源。电的来源。 为了纪念他的贡献为了纪念他的贡献,人们人们把电压的计量单位叫做伏特把电压的计量单位叫做伏特,简称伏简称伏,符号符号V。 形形色色的电池形形色色的电池 A A CuZn 稀稀H H2 2SOSO4 4KOH溶液溶液 CH4 O2 2 H2Oa极极 b极极用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用途广泛的电

3、池用于用于“神六神六”的太阳能电的太阳能电池池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池手机专用电池手机专用电池摄像机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电各式各样的纽扣电池池化学电池的分类化学电池的分类化化学学电电池池 一次电池一次电池 二次电池二次电池 燃料电池燃料电池 是一种连续地将燃料是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，转化成电能的化学电源，又称连续电池。又称连续电池。电池中的反应物质进电池中的反应物质进行一次氧化还原反应行一次氧化还原反应并放电之后，就不能并放电之后，就不能再次利用。再次利用。又称充电电池或蓄电池。又称充电电池或蓄电池。放电后经充

4、电可使电池放电后经充电可使电池中的活性物质获得再生，中的活性物质获得再生，恢复工作能力，可多次恢复工作能力，可多次重复使用。重复使用。阅读课文阅读课文P74页并回答下列问题：页并回答下列问题：1 1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？、化学电池与其它能源相比有哪些优点？2 2、判断电池的优劣标准主要是什么？、判断电池的优劣标准主要是什么？能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方便、能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方便、易于维护、并可在各种环境下工作易于维护、并可在各种环境下工作单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比比能量的大小能量的大小；输出功率的大小

5、即；输出功率的大小即比功率的大小比功率的大小以以及及电池的存储时间的长短电池的存储时间的长短普通锌锰干电池普通锌锰干电池 优点：制作简单、价格便宜。优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短、电压下降快、放电后久置，电解质溶液流出缺点：放电时间短、电压下降快、放电后久置，电解质溶液流出腐蚀电器腐蚀电器一、一次电池一、一次电池Zn + 2OH 2e = Zn(OH)2 2MnO2 + 2H2O +2e = 2MnOOH + 2OH 总反应：总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2 碱性电池碱性电池 碱性锌锰电池：碱性锌锰电池：(-) ZnKOHMnO2

6、(+)氢氧化氧锰氢氧化氧锰负极负极:正极正极:优缺点简析优缺点简析缺点：缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵多数只能一次使用，不能充电；价格较贵优点：优点： 比能量和储存时间有所提高，适用于大电比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电流和连续放电其它一次电池其它一次电池锌银电池、锂电池锌银电池、锂电池(-) ZnKOHAg2O (+)总反应：总反应：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag Zn +2OH- -2e- =Zn(OH)2 Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH-负极负极(Zn)：正极正极(Ag2O)：锂电池锂电池 锂电池是新一代高能

7、电池，锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池，其目前已研究成功多种锂电池，其中用廉价的中用廉价的r-MnO2作正极活性材作正极活性材料，电解质溶液是料，电解质溶液是LiClO4溶于溶于碳碳酸丙烯和二甲基氧乙烷的混合酸丙烯和二甲基氧乙烷的混合有有机溶剂机溶剂中，浓度为中，浓度为1mol/L，电池，电池反应为：反应为：负极的反应：负极的反应：Li - eLi - e- - = Li = Li + +正极的反应：正极的反应：Li Li + + + MnO+ MnO2 2 + e+ e- - = LiMnO= LiMnO2 2 电池总反应：电池总反应：Li + MnOLi + MnO2 2

8、= LiMnO= LiMnO2 2铅蓄电池铅蓄电池二、二次电池二、二次电池总反应：总反应： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) 负极（负极（ Pb ） Pb(s)+SO42-(aq)-2e- = PbSO4 (s)正极（正极（PbO2） PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s) +2H2O (l) 铅蓄电池放电的电极反应：铅蓄电池放电的电极反应：(-) PbH2SO4PbO2 (+)思考：思考：1、放电过程中溶液的Ph如何变化？2、放电过程中两个电极板质量如何变化？阴极阴极 PbSO4 (s) + 2e- =

9、 Pb(s) + SO42-(aq) 阳极阳极 PbSO4 (s) +2H2O (l) - 2e- = PbO2 (s) +4H+ (aq) + SO42-(aq) 总反应：总反应： 2PbSO4 (s) +2H2O (l) = Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq) 铅蓄电池充电的反应：铅蓄电池充电的反应：接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极铅蓄电池的充放电过程：铅蓄电池的充放电过程：2PbSO4(s)+2H2O(l) 放电放电充电充电Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)优缺点简析优缺点简析缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废

10、弃电池污染环境优点：优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉安全可靠、价格低廉其它二次电池其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池聚合物锂离子蓄电池小结：书写电极方程式注意事项小结：书写电极方程式注意事项 1电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如“拆”、“平”）； 2将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应； 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关 。如：Zn2+在碱性环境中以Zn(OH)2形式存在。镉镍电池

11、镉镍电池 Cd+ 2NiO(OH) +2 H2O 2Ni (OH)2 + Cd(OH)2 放电放电充电充电镉镍电池总反应：镉镍电池总反应：Cd+2OH- -2e- =Cd(OH)2 2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH- 负极：负极：正极：正极：典例分析典例分析碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用锌广泛应用锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)Zn(OH)2(s)+2MnOOH(s)，下列说法错误的是

12、（）下列说法错误的是（） A电池工作时，锌失去电子B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e- 2MnOOH +2OH-(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g C分析：分析： A、根据总反应可知Zn被氧化，为原电池的负极，故A正确；B、根据电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)Zn(OH)2(s)+2MnOOH (s)，可知反应中Zn被氧化，为原电池的负极，负极反应为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2，MnO2为原电池的正极，发生还原反应，正极反应为2MnO2(s)+H2O(1)

13、+2e-2MnOOH (s)+2OH-(aq)， 故B正确； C、原电池中，电子由负极经外电路流向正极，故C错误；D、负极反应为Zn-2e-+2OH-Zn(OH)2，外电路中每通过0.2mol电子，消耗的Zn的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol65g/mol=6.5g，故D正确故选C 课堂回顾化学电源一次电池二次电池燃料电池总反应：总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2 负极：负极：Zn + 2OH 2e = Zn(OH)2正极：正极：2MnO2 + 2H2O +2e = 2MnOOH + 2OH总反应：总反应： Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq) = 2PbSO4 (s) +2H