2023学年完整公开课版化学电源

4-2化学电源［学与问］在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？电池化学电池太阳能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池化学电池用途广泛的电池用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池教学目标1、了解化学电池的分类及其定义。2、掌握几种常见电池的电极反应式和总反应式。１、化学电池分类电池一次电池二次电池燃料电池定义例子电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用．又称充电电池或蓄电池在放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复使用．是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称连续电池．电池中的电解质溶液制成胶体，不流动，故称干电池铅蓄电池、锌银蓄电池、镍镉电池、锂离子电池氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池。如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银纽扣电池一、化学电池小型高性能燃料电池２、化学电池优点（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。（２）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。（３）易维护，可在各种环境下工作。３、判断电池优劣的标准

（１）比能量［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少（２）比功率[符号是W/kg，W/L)]指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小（3）电池的储存时间的长短除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。二、一次电池普通锌锰电池碱性电池

锌筒石墨棒MnO2和C普通锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2

和

H2O等1、干电池负极正极电池反应：氢氧化氧锰（Zn）：Zn–2e-=Zn2+（MnO2和C）：2NH4Cl+2MnO2+2e-=2MnOOH+2NH3+2Cl-2、碱性锌-锰干电池负极：正极：电池反应：电解质：KOH——Zn——MnO2Zn+2OH--2e-

=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2［思考］该电池的正负极材料和电解质。三、二次电池铅蓄电池放电时总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O负极：正极：电解质：H2SO４溶液——Pb——PbO2[阅读] P761、了解铅蓄电池充电时的电极反应。2、了解铅蓄电池优缺点。四、燃料电池1、电极反应式的书写：关键要分清溶液的酸碱性！以氢氧燃料电池为例（1）酸性电解质：（2）碱性电解质负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-负极：2H2-4e-=4H+正极：O2+4H++4e-=2H2O总反应：2H2+O2=2H2O[阅读]P77了解燃料电池的优点2、燃料电池的规律①燃料在负极上被氧化，助燃剂氧气在正极被还原②电极材料：一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。3、燃料电池与前几种电池的差别：①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；②反应产物不断排出；燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性负极正极中性负极

正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-固体燃料电池介质电池反应：

2H2+Ｏ２=2H2O

负极正极负极

正极2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O化学电池的组成组成负极正极电解质电子流向反应类型

电极材料电极上发生反应的物质能导电的物质还原性剂氧化剂酸溶液碱溶液盐溶液或熔融态小结流出电子流入电子氧化反应还原反应课堂总结1、仅有一个电极材料参与反应的原电池：

负极：M-xe=Mx+

正极：析氢或吸氧或析出不活泼金属2、两个电极均参与反应的原电池

（如蓄电池，纽扣电池）①电极材料：金属为负极，金属化合物为正极．②电子得失均由两电极本身发生．③电极反应需考虑电解质溶液的参与．

3、电极材料本身均不参与反应的电池(燃料电池)①两电极材料均为惰性电极。②负极－可燃性气体失电子，正极－助燃性气体得

电子。③电极反应考虑电解质溶液．1、在含有H2S气体的空气中，银器表面易变黑（生成了Ag2S），原因是银发生了（填析氢或吸氧）腐蚀，其电极反应式为：负极正极，最终在表面生成Ag2S的离子反应方程式为为了除去银器表面Ag2S，可采用如下方法：在一个铝制的容器中放入食盐溶液，将银器浸入食盐溶液，使银器与铝接触良好．过一段时间，银器表面变为银白色，并闻到臭鸡蛋的气味，观察到有少量白色絮状沉淀生成，请用电极反应式和离子方程式表示上述过程。巩固练习Al-3e-=Al3+Ag2S+2e-=2Ag+S2-2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3+3H2S￪2、熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在65℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e正极反应式：总反应式：O2+4e-+2CO2=2CO32-2CO+O2=2CO23.锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为Li+MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是（）A、Li是正极，电极反应为Li－e-=Li+B、Li是负极，电极反应为Li－e-=Li+C、Li是负极，电极反应为MnO2+e-=MnO2–D、Li是负极，电极反应为Li－2e-=Li2+B4、1991年我国首创以铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已经研制成功。该灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20到50倍。运用所学的化学知识，推测该新型电池两极上可能发生的电极反应。负极正极4Al-12e=4Al3+3O2+6H2O+12e=12OH-不活泼金属或碳Cu5已知：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2利用这一反应，试设计一个原电池，画出示意图，标明电极材料名称，电解质溶液，然后填空：正极，电极反应负极，电极反应

2Fe3++2e=2Fe2+Cu-2e=Cu2+6、已知：铅蓄电池充电完毕后，电池中硫酸的密度为

1，放电完毕后，溶液的密度变为

2。又铅蓄电池充电时的反应：2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4法拉第常数：F=96500C/mol⑴写出铅蓄电池使用时所产生的总反应式及两电极上的半反应。⑵已知充放电完毕后，溶液的密度是下列两个数据：