第四章 第二节化学电源PPT30张-经典教学教辅文档

D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量减少6.5 g
学习·探究区
第二节
解析 本题要求利用原电池原理分析碱性锌锰电池:锌为负极,
在反应中失去电子;电池工作时,电流由正极通过外电路流向负
极,而电子移动方向与电流方向相反,故 C 错误;
本
课 时
由电子守恒知 D 项正确;
栏
目 开
由该电池反应的总反应式和原电池原理写出正极反应式知 B
(C )
A.依据原电池的原理设计出了化学电源
本
课 时
B.原电池是化学电源的雏形
栏
目 开
C.判断一种电池的优劣主要是看其负极材料的活泼性
关
D.氧化还原反应所释放的化学能,是化学电源的能量来源
解析 判断一种电池的优劣主要是看这种电池的比能量或
比功率的大小,以及可储存时间的长短。
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第二节
2.下列说法中,不正确的是
学习·探究区
第二节
探究点一 化学电池
本 1.化学电池是将 化学能变成电能
的装置。其种类很多,常分为以
课
时 栏
下三类。请你举出生活中常见的电池,并将其分类填入下表。
目
开
关
锂电池
干电池
叠层电池
学习·探究区
第二节
种类
特点(分类依据)
实例
一次 放完电以后不能再使用
本 课
电池
时 栏 目
二次 充电、放电可循环进行
气体或液体。若用导线相连的两个铂电极插入 KOH 溶液中,
然后向两极分别通入甲醇(CH3OH)和氧气,发生原电池反应。在
负极发生氧化反应的是 CH3OH ,其产物最终是 H2O、CO
2－ 3
,
本 课
负极反应式是2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO ＋12H2O
2－ 3
;
时
栏 目
正极反应式是 3O2＋6H2O＋12e－===12OH－
,
③总反应式: Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2
。
(2)锌银电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点。试
根据总反应式 Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 判断:
①负极是 Zn ,其依据是 在总反应式中锌元素化合价升高,失
去电子,锌为负极
。
学习·探究区
目
开 关
解析 由题给电极反应可以看出 H2SO4 不断被消耗,故 pH 不
断增大,所以 B 错,D 对;
由 Pb 元素化合价的变化,可以看出 Pb 是负极,所以 A 不正确;
原电池工作时,整个电路中负电荷的流向是一致的,外电路中,
电子由 Pb 极流向 PbO2 极;内电路中,负电荷(SO24－和 OH－)移 向 Pb 极,所以 C 不正确。
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
关
总反应为Ag2O＋Zn＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
根据上述反应式,判断下列叙述中正确的是
()
A.在使用过程中,电池负极区溶液的pH增大
B.在使用过程中,电子由Ag2O经外电路流向Zn极 C.Zn是负极,Ag2O是正极 D.Zn极发生还原反应,Ag2O极发生氧化反应
关
子是强电解质提供的,还是弱电解质提供的,一律写离子符
号。
(4)书写二次电池的电极反应时,要注意判断充电方向与放电
方向。放电时的电极反应式倒过来即为充电时的电极反应
式(注意电子的得失)。
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第二节
[活学活用]
3.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应
用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式
2PbSO4(s)＋2H2O(l)
课
时
栏
目 开 关
(1)请你分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式
负极: Pb(s)＋SO (aq)－242e －===PbSO4(s)
;
正极: PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO (aq)＋2e－===Pb24 S O4(s)
＋2H2O(l)
。
(2)铅蓄电池充电时,发生氧化反应的物质是 PbSO4 ,其电极反
栏 目 开
由此可见A、B、D正确,错误的为C。
关
答案 C
学习·探究区 本 课 时 栏 目 开 关
第二节
自我·检测区
第二节
1.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用,有一种银锌电池,其
电极分别是Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应为
本 课 时
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
栏 目 开
;总反应式是
开
关
2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO ＋6H2O
2－ 3
。
学习·探究区
第二节
[归纳总结]
1.常见化学电池的比较
(1)一次电池:活泼金属作负极,参与电极反应,放电完成后,不
本 课
能再使用。
时
栏 目
(2)二次电池:两电极都参与电极反应,可充电、放电,循环使
开
关
用。
(3)燃料电池:两电极都不参与电极反应,不断充入的物质分别
回收利用。
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第二节
探究点二 常见的化学电池
1.一次电池
(1)碱性锌锰电池是一种常用的一次电池,
其负极是 Zn ,正极是MnO2 ,电解质溶液
本 课
是 KOH 溶液。
时
栏 目
①负极反应式: Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
,
开 关
②正极反应式: 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
(D )
A.化学电池是将化学能转变成电能的装置
B.化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等
本 课
C.化学电池供能稳定可靠,使用方便,易于维护
时 栏
D.废旧电池可以随意丢弃
目
开
关
解析 本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等
方面的知识。废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质,
随意丢弃,对生态环境和人体健康危害很大,所以废旧电池应
开
关 极经外电路流向 Ag2O 极,故 B 错误;
在原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,故 D 错误。
答案 C
自我·检测区
第二节
2.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入 KOH 溶液中,
然后分别向两极上通入乙烷和氧气,其电极反应式为 C2H6＋
是 H2SO4不断被消耗,使c(H＋)减小,pH增大
。
,理由
3.燃料电池
(1)氢氧燃料电池用 Pt 作电极,不断充入燃料(H2)和氧化剂
本 课 时
(O2),分别在两极发生氧化反应和还原反应,电池总反应式是
栏 目
2H2＋O2===2H2O
。
开
关
学习·探究区
第二节
氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应
介质
第二节
第二节 化学电源
本 课
[学习目标定位]
时 栏 目
1.知道化学电源的分类方法。
开 关
2.熟悉几种常见化学电源的组成和工作原理。
3.了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害,设想其
处理方法。
知识·回顾区
第二节
1.原电池的设计与判断
(1)依据Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑设计原电池,可选用铁片
开 关
电池
燃料 可通过不断充入燃料、 氧化剂，连续使用
电池
普通锌锰电池、 碱性锌锰电池
铅蓄电池、镍氢电池
氢氧燃料电池、 CH4燃料电池
学习·探究区
第二节
2.化学电池的优点: 能量转换效率
较高,供能稳定可靠;可以制
成各种 形状和大小
,不同 容量和电压
的电池或电池组;使
用方便,易于维护。
3.判断电池优劣的主要标准
本
作负极,铜片(或石墨)
作正极,用导线连接后,置于电解质溶液
课
时 栏
稀硫酸 中。
目 开
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导
关
线,能否构成原电池？能 。若能,请写出电极反应式,负极为
Cu－2e－===Cu2＋
;正极为 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
。(若不能,
后两空不填)
(3)若(2)题中电极材料选铜和铁,则负极反应式为
应式是 PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)
＋SO (aq2 ) 4
;发生还原反应的物质是 PbSO4
是 PbSO4(s)＋2e－===Pb(s)＋SO (aq)
2 4
,其电极反应式 。
学习·探究区
第二节
(3) 放 电 过 程 中 , 电 解 质 溶 液 的 pH 变 化 是 变大
。
本 课
(2)实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气时,常加入少量的硫酸
时
栏 目
铜溶液的原因是 锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4,Cu2＋
开
关
被锌置换出来,生成的单质Cu附着在锌的表面,此时会发生
原电池反应,锌为负极,使反应速率加快
。
(3)有三种金属片a、b、c,用导线将a、b连接浸泡在硫酸铜 溶液中,a质量减小,b质量增加;用导线将a、c连接浸泡在稀 硫酸中,c不断溶解,a有气泡产生。由此判断三种金属的活动 性顺序是 c>a>b 。
()
C.放电一段时间后,KOH的物质的量不发生变化
D.通甲烷极的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－===CO23－＋
7H2O
学习·探究区
第二节
解析 原电池的负极发生氧化反应,正极发生还原反应,由总
反应式知,此燃料电池的电极反应式是

正极:2O2＋4H2O＋8e－===8OH－
本
课 时
负极:CH4＋10OH－－8e－===CO23－＋7H2O
本 课
(1)比能量:即单位质量或单位体积所能 输出电能 的多少,单
时 栏 目
位W·h·kg－1或W·h·L－1。
开 关
(2)比功率:即单位质量或单位体积所能 输出功率 的大小,单
位W·kg－1或W·L－1。
(3)电池的可储存时间
的长短。
空 气 电 池
小型高性能燃料电池
学习·探究区
第二节
[归纳总结]
在两极发生反应,可连续使用。
学习·探究区
第二节
2.书写化学电池中电极反应式注意的问题
(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。
本 (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
课
时 栏
应,若能反应,则应写与电解质溶液反应后的电极反应式。
目 开
(3)在正极上,若是电解质溶液中的某种离子被还原,无论该离
化学电池是一类应用范围广、实用性强的电源,分为一次电
本 课
池、二次电池(充电电池)、燃料电池(连续电池)。使用后的
时 栏
废弃电池中含有 汞、镉、铬、铅等大量的重金属
和 酸、
目
开 关
碱 等有害物质,随处丢弃会给 土壤 、水源 等造成严重的污
染。废弃电池要进行回收利用。
学习·探究区
第二节
[活学活用]
1.下列说法错误的是
②正极反应式是 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
是 还原反应
。
本 课 时 栏 目 开 关
第二节
,反应类型
学习·探究区
第二节
2.二次电池
铅蓄电池是常见的二次电池,其负极是 Pb ,正极是 PbO2 ,电解
质溶液是硫酸溶液 。已知铅蓄电池的放电反应和充电反应表
示如下:
本
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)
负极反应式
正极反应式
本
酸性
2H2－4e－===4H＋
课
时 栏
中性
2H2－4e－===4H＋
目
开 关
2H2－4e－＋4OH－
碱性
===4H2O
O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
学习·探究区
第二节
(2)燃料电池的燃料除氢气外,还有 烃 、肼 、甲醇 、煤气 、氨等
自我·检测区
第二节
解析 根据电极反应可知 Zn 失电子被氧化而溶解,Ag2O 得电
子被还原,故 Zn 是负极,Ag2O 是正极,所以 C 正确;
负极(即 Zn 极)在反应时消耗 OH－,则负极区溶液的 pH 应减小,
本 课
故 A 错误;
时
栏 目
发生原电池反应时,电子由负极经外电路流向正极,即电子从 Zn
本
为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)
课
时 栏
下列说法中,错误的是
()
目 开
A.电池工作时,锌失去电子
关
B.电池正极的电极反应式为
2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq) C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
关
正确。
答案 C
学习·探究区
第二节
4.铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4,工作
时的电池反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O,下
列结论正确的是
(D )
本 A.Pb为正极被氧化
B.溶液的pH不断减小
课 时 栏
C.SO42－只向PbO2处移动
D.电解质溶液pH不断增大
Fe－2e－===Fe2＋
,正极反应式为 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
,其
电池总反应的离子方程式为 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
。
知识·回顾区
第二节
2.回答下列问题:
(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使
用。请说明原因: 当Cu、Al导线连接时,接触到潮湿的空气
就易形成原电池而被腐蚀
学习·探究区
第二节
5.用两根铂丝作电极插入KOH溶液中,再分别向两极通入甲烷
气体和氧气,可形成原电池——燃料电池,该电池放电时发生
的反应为CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O,下列说法错
本 课
误的是
时
栏 目
A.通甲烷的一极为负极,通氧气的一极为正极
开
关 B.放电时,通入O2一极附近溶液的pH升高