【课件】（苏教版2019选择性必修1）化学电源

专题1化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化化学电源1．了解化学电源的种类及工作原理。2．了解常见的一次电池、二次电池和燃料电池。【学习目标】化学电源包括一次电池、二次电池和燃料电池一次电池：一次电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后不能再使用。常见的一次电池有：普通锌锰干电池、碱性锌锰电池、银锌纽扣电池等。普通锌锰干电池碱性锌锰电池银锌纽扣电池2.银锌纽扣电池的电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，发生氧化还原反应后生成Ag和Zn(OH)2。请写出电极反应式和电池反应式。课堂探究1.碱性锌锰电池的电池反应式为：2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2，请指出该电池的正负极，写出电极反应式。负极（Zn）：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2正极（石墨棒）：MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH-。电池反应式：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。负极反应式：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。正极反应式：Ag2O+2e-+2H2O=2Ag+2OH-。原电池的电极反应式的书写步骤（1）找出电池中发生的氧化还原反应，写出氧化还原反应方程式。（2）分析氧化还原反应中的氧化剂和还原剂，电子转移方向和数目。（3）分析电池中的溶液的酸碱性，写出电极反应式。课堂小结二次电池二次电池又称为充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生。铅蓄电池（负极是Pb，正极是PbO2，电解质是硫酸）（1）铅蓄电池的放电反应为原电池反应负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：PbO2+2e-+SO42-+4H+===PbSO4+2H2O电池反应：Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O（2）铅蓄电池的充电反应阴极：PbSO4+2e-===Pb+SO42-阳极：PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+SO42-+4H+总反应：2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2SO4（3）铅蓄电池的充、放电原理的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O新型二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂电池和锂离子电池等。锂离子电池（1）锂离子电池的组成正极材料多采用磷酸铁锂（LiFePO4）或钴酸锂（LiCoO2）等，一般是具有可供锂离子嵌入或脱嵌结构的化合物；负极材料大多数是碳素材料，如人工石墨、碳纤维、天然石墨等。电解质溶液是将锂盐溶解在一定的非水、非质子性的有机溶剂中。（2）锂离子电池的工作原理负极：LiCoO2-xe-→Li1-xCoO2+xLi+正极：6C+xLi++xe-→LixC6电池反应：LiCoO2+6C===Li1-xCoO2+LixC6燃料电池燃料电池是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电池。氢气、甲烷、甲醇、肼（N2H4）、氨等都可以作为燃料。氧化剂和还原剂在工作时不断从外部输入，同时将电极反应产物不断排出电池。课堂探究氢氧燃料电池的原理如图所示，请写出正、负极的反应式和电池反应式。负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应式：2H2+O2=2H2O基础实验——制作简单的燃料电池（1）实验步骤①将石墨棒和玻璃导管插入橡胶塞中，将橡胶塞塞入U形管管口中，检查气密性，标记橡胶塞底部到达的位置；②取出橡胶塞，往U形管中注入稀硫酸，以接近橡胶塞底部标记的位置为宜；③塞紧橡胶塞，接通学生电源，当一端玻璃管内的液柱接近溢出时，切断学生电源；④取出时钟内的干电池，将导线与时钟的正、负极相连，观察时钟指针。（2）实验现象①接通学生电源，_______________________________________________________。②连接时钟，____________________________。（3）判断燃料电池中正、负极的方法接通学生电源时，玻璃管内液柱先接近溢出的电极产生的气体是______，该电极为燃料电池的_____极；另外一个电极产生的是______，该电解为燃料电池的_____极。两个石墨棒上都有气泡产生，U形管内液面下降，玻璃管液面上升时钟指针又开始走动H2负O2正课堂练习1．已知某储氢电池的电池的反应为：H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，电解质溶液为KOH溶液，写出该电池的电极反应式。答案：负极：H2-2e-+2OH-=2H2O正极：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-2．已知：2H2+O2=2H2O，根据此反应可以设计成氢氧燃料电池，电池的两个电极均为石墨。（1）若电解质溶液为K2SO4溶液，请写出电极反应式。（2）若电解质溶液为硫酸溶液，请写出电极反应式。（3）若电解质溶液为KOH溶液，请写出电极反应式。答案：（1）负极：2H2-4e-=4H+

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-（2）负极：2H2-4e-=4H+

正极：O2+4H++4e-=2H2O（3）负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-3．请写出甲烷燃料电池（电解液为KOH溶液）的电池反应式和电极反应式。答案：电池反应式：CH4＋2KOH＋2O2=K2CO3＋3H2O负极：CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-写化学电池中电极反应式应注意的问题（1）正确判断出化学电池的负极和正极，确定两极上分别发生的具体反应。（2）确认电极得失电子后的产物是否能与电解质溶液发生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。（3）书写电极反应的原则①加和性原则