【风向标】年高考化学 第四章 第二节　化学电源课件 新人教选修4

第二节化学电源一、化学电池1.定义：化学电池是将____________转变成__________的装置。化学能电能转化率高

2.分类：一次电池(如普通锌锰电池、银锌电池)；二次电池(如铅蓄电池)；燃料电池(如氢氧燃料电池、甲醇燃料电池)。 3.优点：(1)能量__________、供能稳定可靠；(2)可制成各种形状和大小，不同容量和电压的电池及电池组；(3)使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。负极：_________________________；二、一次电池干电池ZnMnO2KOH

1.概念：一次电池的活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度，就不能再用了。电池中的电解溶液制成胶状，不流动，也叫做____________。 2.常见的一次电池 (1)碱性锌锰电池。 ①组成：负极：______，正极：______，电解质：______。 ②工作原理。负极：___________________________________。正极(石墨)：_______________________________________。总反应式：________________________________________。(2)锌银电池。Ag2OKOH①组成：负极：______，正极：______，电解质：______。②工作原理。正极：___________________________________。总反应方程式：___________________________________。Zn三、二次电池充电电池蓄电池

1.定义：二次电池又称__________或__________，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使活性物质恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。 2.常见的二次电池——铅蓄电池 (1)铅蓄电池的放电原理。负极：__________________________________；正极：______________________________________；(2)铅蓄电池的充电原理。阳极：_____________________________________；阴极：________________________________；

四、燃料电池

1.定义：燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。氧气氢气2.组成(以氢氧燃料电池为例)正极室：通__________(氧化剂)；负极室：通__________(燃料)；电解质：稀硫酸溶液；电极材料：铂电极。3.工作原理总反应：____________________；负极：____________________；正极：_______________________；燃料电池1.氢氧燃料电池

氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭电极等。该电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，可用酸性电解质(如稀H2SO4)，也可用碱性电解质(如KOH溶液)。氢氧燃料电池构造如图4－2－1所示。图4－2－1介质电极反应

酸性(H2SO4)负极正极电池反应

碱性(KOH)负极正极电池反应氢氧燃料电池在不同介质中发生的电极反应归纳如下表：2.甲甲烷烷燃燃料料电电池池该电电池池用用金金属属铂铂片片插插入入KOH溶溶液液中中作作电电极极，，在在负负极极通通入入甲烷烷，，正正极极通通入氧氧气气。。电池池的的电电极极反反应应式式书书写写1.书书写写要要遵遵循循的的原原则则(1)原原电电池池两两电电极极上上分分别别发发生生氧氧化化反反应应和和还还原原反反应应，，因因此此电电极反反应应式式的的书书写写要要遵遵循循质质量量守守恒恒、、得得失失电电子子守守恒恒及及电电荷荷守守恒恒。。(2)弱弱电电解解质质、符号号表表示示。。(3)正正极极产产物物、、负负极极产产物物根根据据题题意意或或化化学学方方程程式式确确定定，，也也要要注意意电电解解质质溶溶液液的的成成分分对对电电极极产产物物的的影影响响。。2.书书写写步步骤骤(1)首首先先判判断断该该电电池池所所依依据据的的化化学学反反应应，，从从而而确确定定两两个个半半反反应即即电电极极反反应应。。(2)给给出出总总反反应应式式，，写写电电极极反反应应式式各类类电电极极反反应应式式的的一一般般书书写写如如下下：：①①列列物物质质，，标标得得失失；；②②选离离子子，，配配电电荷荷；；③③配配个个数数，，巧巧用用水水；；④④两两式式加加，，验验总总式式。。以以2H2O，，电电氢氧氧燃燃料料电电池池为为例例：：已已知知总总电电池池反反应应为为2H2＋O2解质溶溶液为为KOH溶溶液，，试写写出两两极反反应式。负极书书写步步骤为为：同理，，正极极电极极反应应式书书写如如下：：将正负负两电电极反反应方方程式式相加加，得得到反反应式式与总总反应应式相相符，说说明写写法正正确。。3.书书写充充电电电池、、燃料(1)充电电池。在书写写可充充电池池电极极反应应式时时，关关键是是明确确电池池和电电极。。①放电电为原原电池池，充充电为为电解解池。。②原电电池的的负极极与电电解池池的阳阳极发发生氧氧化反反应，，对应应元素素化合价价升高高；原原电池池的正正极与与电解解池的的阴极极发生生还原原反应应，对对应元素素化合合价降降低。。(2)燃料料电池池。①电池池的负负极一一定是是可燃燃性物物质，，失电电子发发生氧氧化反反应；；电池的的正极极多为为氧气气或空空气，，得电电子发发生还还原反反应。。②电极极材料料一般般不参参加化化学反反应，，只是是一个个催化化转化化元件。。③书书写写电电极极反反应应式式时时，，要要分分清清电电解解质质溶溶液液的的酸酸碱碱性性，，在在碱碱性电电解解质质溶溶液液中中，，电电极极反反应应式式中中不不能能出出现现H＋，在在酸酸性性电电解解质质溶液液中中，，电电极极反反应应式式中中不不能能出出现现OH－。④正正、、负负两两极极的的电电极极反反应应式式在在得得失失电电子子守守恒恒的的前前提提下下，，相相加后后的的电电池池反反应应必必然然是是燃燃料料燃燃烧烧反反应应和和燃燃烧烧产产物物与与电电解解质质溶溶液反反应应的的叠叠加加反反应应式式。。各种种电电池池工工作作原原理理的的考考查查【例例1】碱性性电电池池具具有有容容量量大大、、放放电得到广泛应用。锌－锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液。电池总总反反应应式式为为Zn(s)＋＋2MnO2(s)＋＋H2O(l)Zn(OH)2(s)＋＋A.电电池池工工作作时，，锌锌失失去去电电子子C.电电池池工工作作时时，，电电子子由由正正极极通通过过外外电电路路流流向向负负极极D.外电电路路中中每每通通过过0.2mol电电子子，，锌锌的的质质量量理理论论上上减减少少6.5g名师师点点拨拨：：根据据电电池池总总反反应应可可知知，，反反应应中中Zn失失去去电电子子，，根据据电电极极反反应应可可以以确确定定外外电电路路中中每每通通过过0.2mol电子，就就有0.1molZn发生反应应，质量量为6.5g。原电池池中电子子由负极极通过外外电路流向向正极。。答案：C1.(2011年广东梅梅州检测测)氢氧燃料料电池可可以使用用在航天天飞机上，其其反应原原理示意意图如图图4－－2－2。下列列有关氢氢氧燃料料电池的说法法正确的的是()。DA.该电电池工作作时电能能转化为为化学能能B.该电电池中电电极b是负负极C.外电电路中电电子由电电极b通过过导线流流向图4－－2－2电极aD.该电电池的总总反应：：2H2＋O22H2O2.(双选)据报道，，锌电池池可能取取代目前前广泛使使用的铅铅蓄电池，因为为锌电池池容量大大，而且且没有铅铅污染。。其电池池反应为为2Zn＋O22ZnO，原料料为锌粒粒，电解解液和空空气。下下列叙述述正确的是()。BDA.锌为为正极，，空气进进入负极极反应Zn2＋B.负极反应应为Zn－－2e－C.正极发生生氧化反应D.电解液肯肯定不是强酸酸新型化学电池池【例2】(双选)固体氧化物燃燃料电池是由由美国西屋公公司研制开发的。它它以固体氧化化锆—氧化钇为电电解质，这种种固体电解质在高温下允允许氧离子(O2－)在其间通过过。该电池的的工作原理如图4－2－3所示示，该电池的的一极(a)填充氧气，，另一极(b)填充氢气，其中中多孔电极a、b均均不参与电极极反应。下列列判断正确的是()。图4－2－－3答案：ADD.充电时阳阳极附近溶液的碱碱性增加答案：ADA.充电时阴阴极发生氧化化反应C.通入0.25mol氧气气并完全反应