人教版高中化学选修四课件第4章第2节

联，小灯泡会不会发光呢？可能会让你失望，小灯泡没亮！可
能是因为一个水果电池的电压不够的原因，多串联几个看看。
如上图，当“水果电池”增加到一定数目，灯泡就亮了。
探究结论：水果与锌片、铜片也能构成原电池，其原因
是 ： ______________________________________________________ ______________________________________________________ ____________________________________。
【答案】锌片作负极、铜片作正极形成了原电池，水果的
果汁好比是电解质溶液。
－ B．负极反应为2NH＋ ＋ 2e ===2NH3＋H2 4
C．工作时电子由碳极经外电路流向锌极 D．长时间连续使用时，内装的糊状物可能流出腐蚀电器
解析：
答案：D
铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb 和PbO2，电解质为稀硫酸。工作(放电)时该电池的总反应： 放电 Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。试根据上述情况判 充电 断： (1)蓄电池的负极材料是________。 (2)工作时，正极反应为________________________。
发生的反应为 CH4 ＋ 2KOH ＋ 2O2===K2CO3 ＋ 3H2O ，下列说
法错误的是( ) A．通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极 B．放电时，通入O2一极附近溶液的pH升高 C．放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化
D．通入甲烷的电极的电极反应式是：CH4＋10OH －8e
－ －
燃 料 电 池
总反应式 Pb＋PbO2＋ － － PbO ＋ 2e ＋ 4H Pb－2e ＋ 2 放电 ＋ 2－ 2－ 铅蓄电池 SO4 ＋ SO === 2H SO === 4 2 4 充电 PbSO4＋2H2O PbSO4 2PbSO4＋2H2O 2NiOOH＋H2 2NiOOH＋ H2＋2OH－－ － 氢镍电池 2H O ＋ 2e === 放电 － 2 2e ===2H2O 2Ni(OH)2 2Ni(OH)2＋2OH 充电 氢氧燃料 1 － ＋ H2－2e－ 1 O2＋2e ＋2H 2 电池(酸性 H2＋ O2===H2O 2 ===2H＋ ===H O 物质) 2 氢氧燃料 2H2－4e－＋ － O ＋ 4e ＋2H2O 2H2＋O2=== 2 － 电池(碱性 4OH === ===4OH－ 2H2O 物质) 4H2O
2．弱电解质、气体或难溶物均用化学式表示，其余以离子
符号表示。 3．注意电解质溶液的酸碱性，酸性条件下，电极反应式中 不能出现OH－，碱性条件下，电极反应式中不能出现H＋。
4．写电极反应式时要保证电荷守恒、元素守恒、质量守
恒，两个电极反应式相加即得电池总反应式。如： KOH为电 解 质 的 氢 氧 燃 料 电 池 ， 负 极 反 应 为 2H2 － 4e － ＋ 4OH － ===4H2O，正极反应为 O2 ＋ 4e － ＋ 2H2O===4OH － ，两式相加 为2H2＋O2===2H2O。
(3)工作时，电解质溶液的pH________(填“增大”、“减
小”或“不变”)。
(4)工作时，电解质溶液中阴离子移向________极。 (5)电流方向从________极流向______极。
【答案】(1)Pb 2H2O (3)增大
2 (2)PbO2＋SO 4 ＋4H ＋2e ===PbSO4＋
3．化学电池的优点
能量转换效率 较高，供能稳定可靠。 (1)化学电池的_______________
形状和大小 、不同 ______________ 容量和电压 (2) 可以制成各种 ______________ 的电池及电池组。 (3)使用方便，易于维护。
4．判断电池优劣的主要标准 输出电能 的多 (1) 比能量：即单位质量或单位体积所能 __________ 少，单位(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。 输出功率 的多 (2) 比功率：即单位质量或单位体积所能 __________ 少，单位W·kg－1或W·L－1。 可储存时间 的长短。 (3)电池的____________
电池
负极反应
正极反应
日常所用的干电池，其电极分别为碳棒(上面有 铜帽)和锌(皮)，以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质(其中加入 MnO2吸收H2)，电极反应可简化为Zn－2e ===Zn2 ，2NH 4 ＋
－ ＋ ＋
2e－===2NH3＋H2(NH3与Zn2＋结合)，根据上述叙述，下列说 法正确的是( ) A．Zn为正极，碳为负极
PbSO4＋2H2O；从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了 反应，H＋转变成H2O，所以溶液pH增大；原电池工作时溶液 中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电流方向与电子移动 方向相反，从正极沿导线流向负极。
探究2：电极反应式的书写应注意哪些问题？ 1．根据给出的化学方程式或根据题意，确定原电池的正负 极，弄清正负极上发生反应的物质。
2．举例说明常用的电池有哪些？
【答案】干电池，如锌锰电池；蓄电池，如汽车用的铅蓄 电池、手机用的镍氢电池和锂电池；另外还有应用于航天和军 事领域的燃料电池等。
知
新
知能探究
互动探究
化学电源 1．化学电池的概念 电能 的装置。 化学能 转变成______ 化学电池是将________
2．化学电池的分类 一次 电池普通锌锰电池、碱性锌锰电池 化学电 二次 电池铅蓄电池 池部分 燃料 电池氢氧燃料电池
－ ＋ －
(4)负
(5)正
负
【解析】蓄电池工作时，起原电池作用，题中各小题概 括叙述了蓄电池放电时所涉及的各个方面。根据原电池原 理，负极发生氧化反应，元素化合价升高，所以Pb为负极； 正极发生还原反应，元素化合价降低，从总反应式可知， PbO2是氧化剂，即正极反应：PbO2＋SO
2－ 4
＋4H＋＋2e－===
“水果电池”的制作与应用 探究准备：新鲜水果若干(苹果、柠檬或橘子等)，锌片、铜片 若干，灯泡、导线、砂纸。 探究过程： (1) 用砂纸将锌片和铜片磨光，然后平行地插入水
果中，用导线连接锌片和铜片。
(2) 用舌头同时轻触锌片和铜片，舌头稍有发麻和刺痛的感 觉，这证明你的制作是成功的。
(3) 锌片和铜片分别作电池的两极 ，用导线与小灯泡串
宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为 2H2 ＋ O2===2H2O ，电解质溶液为 KOH 溶液，反应保持在较高温度
下使H2O蒸发。下列说法中正确的是(
A．此电池能发出蓝色的火焰 B．H2为正极，O2为负极 C．工作时电解液pH不断减小
)
D．电极反应：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；
5．废旧电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的处理
______ 回收 利用废旧电池，不仅可以减少对我们生存环境的 破坏 ，而且也是对______ 资源 的节约。 ______
探究1：常见化学电池有哪些？
电池 普通干电池 一 次 (Zn、MnO2、 NH4Cl、C) 负极反应 Zn－2e－ ===Zn2
＋
正极反应 2NH4 ＋2e
2 ===CO3 ＋7H2O 【答案】C
－
【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
－ － － －
负极：CH4＋10OH －8e ===CO2 3 ＋7H2O
－
由此可见A、B、D正确，错误的为C。
创新探究
第二节
化学电源
1.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
2.认识化学能转化为电能的意义及其应用。
3.知道废弃电池对环境的危害，设想处理废旧电池的方法。
温故知新
温 故
1．构成原电池应满足什么条件？
【答案】①电解质溶液；②两个活泼性不同的电极，直接 或间接地连在一起，并插入电解质溶液中；③能自发地发生氧 化还原反应；④形成闭合回路。
5．书写燃料电池电极反应式要注意电池的负极一定是可
燃性气体失电子，发生氧化反应，电池的正极一定是助燃性气 体(如O2)得电子，发生还原反应，电极材料一般不参加化学反 应，只起传导电子的作用。 6．对于可充电电池，由于电极都参加反应，且正方向、
逆方向反应都能进行，所以要区分电池和电解，放电时为原电
池，充电时为电解池。
正极，O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：燃料电池中的反应不再有燃烧现象，故A错误；反
应中H2在负极上被氧化，O2在正极上被还原，B错误；反应中 电解液 KOH 的质量不变，而且题意交代反应产生的水蒸发， 故电解液浓度不变，则pH不变，C错误。 答案：D
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
＋ －
总反应式
＋
2NH4 ＋ ===2NH3＋ Zn===2NH3 ＋H2＋Zn2＋ H2 Zn＋2MnO2 ＋2H2O=== 2MnOOH＋ Zn(OH)2
Zn＋2OH 2MnO2＋ 电 － － － 2H2O＋2e －2e 池 碱性锌锰电池 ===Zn(O ===2MnOO H＋2OH－ H)2
二 次 电 池