4.1.2化学电源 课件高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章化学反应与电能第一节原电池第二课时化学电源导（3min）1.电解饱和食盐水电极反应式？阳极产物？阴极产物？2.电镀（以铜上镀银为例）阴极、阳极、电解质材料？3.电解精炼铜阴极、阳极、电解质材料？4.电解制备金属钠、铝分别用到的物质？5.电化学腐蚀是原电池原理，析氢腐蚀、吸氧腐蚀电极反应式？6.牺牲阳极法原理？被保护金属作哪一极？外加电流法原理？被保护金属作哪一极？了解常见的化学电源，能运用原电池思维模型分析其工作原理，能用电极反应表示其发生的化学反应，体会变化与守恒思想。了解化学电源的发展史，能列举常见的化学电源;能从物质变化和能量变化的角度分新型电池的研发和利用，培养责任意识和创新精神。学习目标导（3min）学（8min）+助（10min）：1.阅读课本P98-101,讨论了解常见化学电源的种类和基本构造。2.碱性锌锰电池中正极、负极、电解质分别为？试着根据总反应书写电极反应式？3.已知银锌纽扣电池的总反应：Zn＋Ag2O＋H2O====Zn(OH)2＋2Ag。尝试写出反应正极和负极反应式。（展示）4.写出铅酸蓄电池放电时的电极反应式，分析放电过程中，铅酸蓄电池的正负极质量的变化及电解质溶液的PH变化？5.以氢氧燃料电池为例，写出正负极反应物（电解质溶液分别为KOH、H2SO4时）的电极反应式。一次电池一次电池是放电后不可充电的电池电解质溶液制成不流动胶状也叫干电池普通锌锰干电池碱性锌锰干电池锌银电池—纽扣电池二、化学电源的分类展（8min）+评（12min）正极：不断被还原负极：逐渐消耗电解质溶液电池电压逐渐降低，最后失效锌锰干电池构造原理普通（酸性）锌锰干电池一次电池负极：Zn—2e—===Zn2+氢氧化氧锰正极：2MnO2+2NH4++2e—=2MnOOH+2NH3↑总反应：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+2MnOOH优点：结构简单、价格低廉。缺点：易发生自放电而导致存放时间短，

放电后电压下降快速容易漏液（锌外壳变薄）结构：石墨棒作正极，锌筒作负极电解质溶液（氯化铵和氯化锌混合

液）用淀粉糊固定化二、化学电源的分类展（8min）+评（12min）碱性锌锰干电池湿的氢氧化钾NH4Cl糊状电解液负极：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)一次电池负极：Zn，正极：MnO2，电解质：KOH溶液0+4+2+3容量高，能大电流连续放电。还具有优良的低温性能、储存性能和防漏性能。二、化学电源的分类展（8min）+评（12min）银锌纽扣电池银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，负极：Zn＋2OH－－2e－====Zn(OH)2；正极：Ag2O＋H2O＋2e－====Ag＋2OH－；这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。总反应：Zn＋Ag2O＋H2O====Zn(OH)2＋2Ag。根据方程式分析：正负极材料、电解质溶液及书写电极方程式。展（8min）+评（12min）

二次电池又称可充电电池或蓄电池，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。汽车用铅酸蓄电池镍氢电池二次电池二、化学电源的分类二次电池结构铅酸蓄电池由两组栅状电极板交替排列而成，正极板上覆盖有PbO2,负极板上覆盖有Pb，电解质溶液为H2SO4溶液。总反应放电时（原电池角度）充电时（电解池角度）特点常作汽车电瓶，电压稳定，使用方便充电

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电负极：Pb+SO42-－2e-==PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O铅酸蓄电池阴极（接负极）PbSO4+2e-=Pb+SO42-还原反应

阳极（接正极）PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-氧化反应二、化学电源的分类二次电池的充放电规律(1)充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。(2)工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。展（8min）+评（12min）资料卡片——锂离子电池放电充电Li1－xCoO2+LixCyLiCoO2+Cy负极反应：LixCy－xe－=xLi++Cy正极反应：Li1－xCoO2+xe－+xLi+=LiCoO2阳极反应：LiCoO2－xe－=xLi++Li1－xCoO2阴极反应：Cy+xe－+xLi+=LixCy充电放电放电时Li+由石墨中脱嵌移向正极，嵌入LiCoO2晶体充电时Li+从LiCoO2晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中特点：质量轻、体积小、储存和输出能量大。展（8min）+评（12min）小结：一次电池、二次电池电极反应书写的一般模式(1)明确两极的反应物。(2)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。(3)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。(4)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。注意：①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH－；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。3、燃料电池燃料电池一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池,具有清洁、能量转换率高的特点。展（8min）+评（12min）氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。种类正负极电解质负极反应正极反应总反应2H2＋O2===2H2O备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用2H2＋4OH－－4e－===4H2OO2＋4e－＋4H＋==2H2O（还原反应）酸性碱性负极(Pt)：充入H2正极(Pt)：充入O2硫酸氢氧化钾2H2－4e－==4H＋（氧化反应）O2＋2H2O＋4e－===4OH－（还原反应）展（8min）+评（12min）燃料电池特点：①连续地将燃料（充入负极）和氧化剂（充入正极）的化学能直接转换成电能。②电极材料本身不参与氧化还原反应，只起传导电子的作用。③工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除。

④能量转化率高(＞80%)，排放废物少。展（8min）+评（12min）课堂练习4：以CH3OH为燃料的燃料电池总反应和电极反应式的书写1．酸性介质：总反应：负极：正极：2．碱性介质：总反应：负极：正极：3O2+6H2O+12e-=12OH-2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+12H2O2CH3OH+4OH-+3O2=2CO32-+6H2O2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+3O2+12H++12e-=6H2O展（8min）+评（12min）3．熔融Na2CO3介质：总反应：负极：正极（充入CO2和O2）：4．熔融氧化物介质：总反应：负极：正极：2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O2CH3OH+3O2=2CO2+6H2O2CH3OH-12e-+6CO32-=8CO2+4H2O3O2+12e-+6CO2=6CO32-2CH3OH-12e-+6O2-=2CO2+4H2O3O2+12e-=12O2-展（8min）+评（12min）燃料电池电极反应书写关键(1)燃料电池的总反应相当于燃料的燃烧，书写总反应方程式时，要注意产物与电解质溶液是否发生反应，若能反应，电解质溶液要写在总反应方程式中。(2)燃料电池正极反应本质是氧气得电子发生还原反应，即O2＋4e－=2O2－，产生的O2－存在形式与电解质溶液的酸碱性和电解质的状态有着密切的关系。在酸性溶液中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性溶液结合H2O，生成OH－；在熔融氧化物中存在O2－，在碳酸盐熔融下，则和充入的CO2结合生成CO32-。(3)书写燃料电池的电极反应式，一定要注意电解质的酸碱性。碱性溶液电极反应式不能出现CO2和H＋；酸性溶液电极反应式不能出现OH－。展（8min）+评（12min）01课堂小结测（4min）1．下列说法中正确的是(

)A．碱性锌锰电池是二次电池B．铅蓄