高一下学期【核心素养提升+备课精讲精研】化学电源与电极反应式的书写课件

化学电源与电极反应式书写知识回顾：原电池的工作原理负极：电子流出的电极、价升高发生氧化反应正极：电子流入的电极、价降低发生还原反应电子方向：离子方向：电极反应式：负极→导线→正极（电子不下水）阳离子（正电荷）→正极阴离子（负电荷）→负极（正向正，负向负）负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2H++2e-=H2↑总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑外电路内电路判断正负极写出总反应式及电极反应式【例题1】CFeCuSO4正极(石墨)：Cu2++2e－=Cu负极(铁)：Fe

－2e－

=Fe2+

Fe＋Cu2+＝Fe2＋＋Cu学习任务一电极反应方程式的书写1.书写总氧化还原反应离子方程式;判断正负极，负↑正↓;2.书写负极(注意负极的离子是否与电解质的离子反应)电极反应式3.正极=总--负极Cu－2e-=Cu2+2Fe3++2e-=2Fe2+Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+Cu-FeCl3-C电极电解质：正极反应:总反应:负极反应：练习一：Fe－2e-=Fe2+2Fe3++2e-=2Fe2+Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe-FeCl3-C电极电解质：正极反应:总反应:负极反应：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O6H2O+6e-＝3H2↑+6OH-2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑Al-NaOH-Mg电极电解质：正极反应:总反应:负极反应：一、一次电池总反应Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2O一次电池放电后不可再充电一次电池中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫做干电池负极：Zn-2e-=Zn2+正极：

+2e-+2MnO2=2NH3↑+Mn2O3+H2O0+4+2+31、普通锌锰电池优点：制作简单，便于携带，价格便宜；缺点：放电时间短，电压下降快；容易漏液（锌外壳变薄）糊状NH4Cl显酸性）Zn—MnO2

—NH4Cl学习任务二常见化学电源与电极反应式书写一次电池电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

负极：Zn+2OH––2e–=Zn(OH)2

正极：2MnO2+2H2O+2e–=2MnOOH+2OH–

锌粉取代锌筒，KOH取代NH4Cl，增大接触面积加快反应速率，减少电池内阻，电流大电压高寿命长0+4+3+22、碱性锌锰电池pH值增大Zn—MnO2

—KOH随堂练习微型银—锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是Ag/Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液，电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法正确的是A．电池工作过程中，KOH溶液浓度降低B．电池工作过程中，电解液中OH-向正极迁移C．负极发生反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2D．正极发生反应Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O（）总反应未消耗KOH，但是耗水，所以C增大+100+2二、二次电池（充电电池）充电电池又称二次电池，放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。铅酸蓄电池镍氢电池锂离子电池二、二次电池电池总反应：Pb＋PbO2＋4H++2SO42-2PbSO4＋2H2O负极：Pb+

–2e-=PbSO4正极：PbO2+4H++

+2e-=PbSO4+2H2O30%稀硫酸+40+21、铅酸蓄电池Pb—PbO2—H2SO4转移电子2mol，消耗

molH2SO4，负极质量

、

g，正极质量

、

g；

molH+移向

极，

molSO42--移向

极；工作时电解质的浓度

，密度

；；2增大96增大264正1负减小减小随堂练习4．如图是铅蓄电池构造示意图，下列说法错误的是()A．铅蓄电池充电时电能转化为化学能B．电池放电时，电子由Pb板通过导线流向PbO2板C．电池放电时，H＋移向PbO2板D．负极反应：Pb＋2e-＋=PbSO4Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O负极：Pb+

–2e-=PbSO4正极：PbO2+4H++

+2e-=PbSO4+2H2O2、镍氢电池负极：正极：MH-e-+OH-=M+H2OMH—NiO(OH)—KOH溶液NiO(OH)+e-=NiO+OH-总反应：

NiO(OH)+MHNiO+M+H2O放电过程Cd—NiO(OH)——KOH2NiO(OH)+2H2O+Cd2Ni(OH)2+Cd(OH)2请同学们课后写出电极反应式3、镍镉电池放电充电二次电池锂离子电池工作原理示意图电池总反应：LixCy+Li1-xCoO2=LiCoO2+Cy负极：LixCy-xe-=xLi++Cy正极：Li1-xCoO2+xLi++xe-

=LiCoO2反应物离子导体负极：Li正极：LiCoO2六氟磷酸锂的碳酸酯溶液(无水体系)石油焦炭和石墨作负极材料无毒，且资源充足，锂嵌入碳中（Li看作0价），克服了锂的高活性4、锂离子电池优点：能量密度大，没有记忆效应。循环性能优越、可快速充放电。使用寿命长。不含有毒有害物质，被称为绿色电池。缺点：价格较昂贵。用途：广泛用于手机、笔记本电脑、数码相机等便携式电子设备。随堂练习5．一种新型的锂-空气电池的工作原理如图所示。关于该电池的说法中正确的是A．当有22.4LO2被还原时，溶液中有4molLi+向多孔碳电极移动B．可将有机电解液改为水溶液C．金属锂作正极，发生氧化反应D．电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH三.燃料电池：一种连续地将燃料与氧化剂（常为O2）的化学能直接转化为电能的化学电池。1、不是真正在电池内燃烧，高效、环保2.转化率高，但<100%3.两电极可为同种材料,一般为Pt

电极不参与反应，只起导电作用4.燃料不能储存在电池内部，而是存放在外部设备质子交换膜-+O2H2/CH4/CH3OH负极正极(1)判断正、负极燃料电池电极反应式的书写技巧(2)先写总反应式(考虑燃烧产物是否与电解质溶液反应)正极：负极：(3)再写正极反应式(考虑电解质溶液)：①酸性：O2＋4H++4e-=2H2OO2＋2H2O+4e-=4OH-O2＋4e-=2O2-用总反应式减去正极反应式，即得负极反应式。(即将总反应式中的O2全部消去。)(4)最后写负极反应式：CH3OH燃料电池(碱性电解质)总反应式2CH3OH

+3O2+4OH-

=2CO32-

+6H2O

③固体电解质：O2燃料(H2、CH4、C2H5OH等)电池总反应就是燃料燃烧的产物，注意燃烧产物是否与电解质溶反应②中性或碱性：熔融碳酸盐电解质:O2+4e-+2CO2=2CO32-酸性碱性CNCO2CO32--N2H2SO4(aq)H2O2—+负极：2H2-4e-

=4H+正极：O2+4e-

+4H+

=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O酸性:1、氢氧燃料电池NaOH(aq)H2O2—+碱性:负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极：O2+4e-

+2H2O=4OH-总反应：2H2+O2=2H2O总:2H2＋O2＝2H2OMCFC型燃料电池（可同时供应电和水蒸气）其工作温度为600℃－700℃燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3负极正极+:O2+4e-+2CO2=2CO32--:2H2-4e-+2CO32-=2CO2+2H2O以固体氧化锆—氧化钇为电解质这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过+:O2+4e-=2O2--:2H2-4e-+2O2-=2H2O总：2H2+O2=2H2O负极正极A．电池工作时，氧气发生氧化反应B．电池负极的电极反应为：O2+2H2O+4e一=4OH—C．电池负极的电极反应为：C8H18+25O2－一50e一=8CO2+9H2OD．若消耗的O2为11.2L（标准状况），则电池中有1mol电子发生转移科学家已开发出一种新型燃料电池一固体氧化物电池，该电池用辛烷（C8H18）作燃料，电池中间部分的固体氧化物陶瓷可传递氧离子。下列说法正确的是（

）C8H18+O2=8CO2+9H2O252练习1、锌－空气电池(如图所示)适宜用作城市电动车的动力电源，该电池放电时Zn转化为ZnO。则该电池工作时，下列说法正确的是（双选）(

)A．Zn电极是该电池的正极B．Zn电极的电极反应式为Zn＋H2O－2e－===ZnO＋2H＋C．OH－向Zn电极移动D．氧气在石墨电极上发生还原反应

CD锌2Zn－4e－===2Zn2＋铂O2＋2H2O＋4e－===4OH－3、电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如下，完成填空：(1)O2在电极b上发生_____反应；(2)溶液中OH-向电极___移动；(3)反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为____；(4)正极反应式为：____________________________；(5)负极反应式为：____________________________；还原a4:32NH3-6e-

+6OH-

=N2

+6H2OO2+4e-

+2H2O

=4OH-(-)(+)4、(北京卷节选)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。②写出NiO电极的电极反应式：_____________________________。还原NO＋O2－－2e－=NO25、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在6500℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:负极反应式:

,正极反应式:

O2+2CO2+4e-=2CO32-总电池反应式:

。2CO+2CO32--4e-=4CO22CO+O2=2CO26、Mg－AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述不正确的是(

)A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋B．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑C．正极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－D．电池放电时Cl－由负极向正极迁移D化学电源一次电池（干电池）二次电池（充电电池/蓄电池）普通锌锰电池碱性锌锰电池银锌纽扣电池铅蓄电池镍铬电池锂离子电池燃料电池使用最早使用最早小结：化学电源以铂作电极,两极分别通入甲烷、氧气(1)已知酸性条件下①总反应式：

；②正极反应式：

；则负极反应式为

。H2SO4O2CH4H2OCH4＋2O2=CO2＋2H2OO2＋4H＋＋4e－=2H2O(2)已知碱性条件下①总反应式：

；②正极反应式：

；则负极反应式：

。KOHCH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2OCH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋(1)甲烷燃料电池拓展P40补充常见车用能源电池(3)在固体电解质(高温下能传导O2－)中①总反应式：

；②正极反应式：

；则负极反应式：

。CH4＋2O2=CO2＋2H2OO2＋4e－

=2O2－CH4＋4O2--8e-

=CO2＋2H2O①总反应式：

；②正极反应式：

；则负极反应式为

。CO2CH4＋2O2=CO2＋2H2OO2＋2CO2＋4e－=2CO32-CH4＋4CO32-－8e－

=5CO2＋2H2O以铂作电极,两极分别通入甲烷、氧气(4)在熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下1、书写甲醇(CH3OH)燃料电池的酸性、碱性环境下的电极反应式总反应：2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O正极：3O2＋12e—＋12H+

＝

6H2O负极：2CH3OH－12e—

＋2H2O＝12H+

＋2CO2总反应：2CH3O