新人教版必修第二册第六章化学反应与能量第一节第3课时原电池原理应用化学电源（共22张PPT）

第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化第3课时原电池原理应用化学电源学习目标1.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电池的特点。2.掌握构成原电池的要素，了解不同电极材料对电池性能的影响。3.能正确书写简单的化学电源的电极反应式。学习探究一、原电池原理应用1.设计原电池（1）依据已知一个氧化还原反应，要先确定氧化剂、还原剂。一般还原剂为负极材料，在负极上被氧化；氧化剂即电解质中的阳离子，在正极上被还原。（2）实例利用Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑设计一个原电池Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑0+1+20失去2×e-得到2×e-Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑还原反应：氧化反应：负极反应正极反应Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑正极反应：负极反应：正极材料：Cu、C等比Zn的活动性弱的金属或导电的非金属负极材料：Zn电解质溶液：稀硫酸双线桥法写电极反应：（1）画出已知氧化还原反应的双线桥，标出电子转移方向和数目。（2）将双线桥拆分成氧化反应和还原反应两个半反应。（3）拆分出的氧化反应半反应为负极反应，还原反应半反应为正极反应。2.水果简易电池的制作（1）构成水果电池的要素（电流表的指针偏向电子流入的电极）将实验结果填入下表。电极材料水果电流表偏转方向电极名称铁片、铜片苹果铁片、镁片苹果铁片、碳棒柠檬铁片、铁片柠檬铜片、碳棒柠檬偏向铜片偏向铁片偏向碳棒不偏转几乎不偏转负极：铁；正极：铜负极：镁；正极：铁负极：铁；正极：碳棒作电解质溶液两个活泼性不同的电极闭合回路自发地氧化还原反应较活泼金属作负极，不活泼金属或惰性电极作正极。其他条件相同时，电极材料活泼性相差越大，电流效果越好。铁铜偏转角度小镁铜偏转角度大（2）影响电流效果的因素其他条件相同时，不同的电解质溶液，电流效果不同。苹果柠檬偏转角度小偏转角度大偏转角度大偏转角度小电极间距2厘米电极间距1厘米其他条件相同时，电极间距越小，电流效果越好。二、化学电源1.一次电池（以锌锰干电池为例）电池放电后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行）。锌锰干电池正极负极电解质溶液2.二次电池（充电电池）铅酸电池镍氢电池锂离子电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。放电充电化学能电能3.燃料电池反应物储存在电池外部，能量转换率高、清洁、安全，供电易于调节。常用燃料：氢气、甲烷、乙醇等。常用氧化剂：氧气。燃料电池电极反应式的书写1.写出电池总反应式燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应则总反应为加合后的反应。2.写出电池的正负极反应式无论负极燃料是H2还是含碳燃料，正极一般都是O2发生还原反应，在碱性条件下，正极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-，若在酸性条件，则正极反应式为O2+4H++4e-===2H2O。3.写出负极反应式负极反应式=总反应式-正极反应式。随堂演练1.下列有关原电池的说法正确的是（）。A.理论上，任何氧化还原反应均可设计成原电池B.原电池中，负极发生氧化反应C.原电池中，正极材料一定发生还原反应D.原电池中，正极材料必须与电解质溶液的某种离子反应B2.下列有关电池的说法正确的是（）。A.锌锰干电池工作一段时间后，碳棒变细B.氢氧燃料电池可将热能直接转化为电能C.充电电池可以无限制地反复充电、放电D.氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高D3.某锂离子电池的工作原理如图所示（a极材料为金属锂和石墨的复合材料，b极材料为FePO4和石墨的复合材料），其电池反应为Li+FePO4===LiFePO4。（1）a为

极，电极反应式为：

；b为

极，电极反应式：

。（2）电池内部Li+由

侧移向

侧（填“左”或“右”）。（3）能否用磷酸溶液作电解质

（填“能”或“否”）。负Li-e-===Li+正FePO4+e-+Li+===LiFePO4

左右否4.如图，为氢氧燃料电池。当电解质溶液为硫酸时，电极反应：负极：

；正极：

；

电池总反应：