发展中的化学电源-ppt课件
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2018人教版高中化学必修二2.2.2《发展中的化学电源》ppt课件42页(共42张PPT)
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A. Zn 是正极，Ag2O 是负极 B. 工作时电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极 C. 工作时电极负极区溶液的 pH 值减小 D. Zn 是负极，Ag2O 是正极 4. 将两个电极放置在氢氧化钾溶液中，然后向两极分别通 入甲烷和氧气即可产生电流，该装置称为燃料电池。下列叙述 正确的是( )
⑤溶液中阴离子移向负极 A. ①③④ C. ③④⑤ B. ②③⑤ D. ④⑤
2. Ni－Cd 可充电电池，可以发生如下反应：Cd(OH)2＋ 充电 2Ni(OH)2 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，该电池的 放电 负极材料是( )
课前预习 一、锌锰电池 KOH 二、1.二次 3.(1)Pb PbO2 硫酸 一次性 1. 锌 筒 石墨棒 2.NH4Cl
－ －
浓度增大， 而且溶液中阴离子向负极移动， 故③④⑤说法正确。 2. A 发生原电池反应即放电反应时，一定是较活泼的金
属作负极，发生氧化反应，故 Cd 是负极材料。
A. Cd C. Cd(OH)2
B. NiO(OH) D. Ni(OH)2
3. (多选)电子表和电子计算器的电源常用微型银锌电池， 其电极分别为氧化银和锌，电解质溶液为氢氧化钾溶液，电极 反应： Zn ＋ 2OH － － 2e － ===ZnO ＋ H2O ； Ag2O ＋ H2O ＋ 2e － ===2Ag＋2OH ，总反应： Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO，据此判 断下列叙述正确的是( )
5．(多选)日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和 锌皮， 以糊状 NH4Cl 和 ZnCl2 为电解质(其中加入 MnO2 吸收 H2)，
3．铅蓄电池 (1)构成 该电池以__________和__________作电极材料，________ 作电解质溶液。
A. Zn 是正极，Ag2O 是负极 B. 工作时电子由 Ag2O 极经外电路流向 Zn 极 C. 工作时电极负极区溶液的 pH 值减小 D. Zn 是负极，Ag2O 是正极 4. 将两个电极放置在氢氧化钾溶液中，然后向两极分别通 入甲烷和氧气即可产生电流，该装置称为燃料电池。下列叙述 正确的是( )
⑤溶液中阴离子移向负极 A. ①③④ C. ③④⑤ B. ②③⑤ D. ④⑤
2. Ni－Cd 可充电电池，可以发生如下反应：Cd(OH)2＋ 充电 2Ni(OH)2 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，该电池的 放电 负极材料是( )
课前预习 一、锌锰电池 KOH 二、1.二次 3.(1)Pb PbO2 硫酸 一次性 1. 锌 筒 石墨棒 2.NH4Cl
－ －
浓度增大， 而且溶液中阴离子向负极移动， 故③④⑤说法正确。 2. A 发生原电池反应即放电反应时，一定是较活泼的金
属作负极，发生氧化反应，故 Cd 是负极材料。
A. Cd C. Cd(OH)2
B. NiO(OH) D. Ni(OH)2
3. (多选)电子表和电子计算器的电源常用微型银锌电池， 其电极分别为氧化银和锌，电解质溶液为氢氧化钾溶液，电极 反应： Zn ＋ 2OH － － 2e － ===ZnO ＋ H2O ； Ag2O ＋ H2O ＋ 2e － ===2Ag＋2OH ，总反应： Ag2O＋Zn===2Ag＋ZnO，据此判 断下列叙述正确的是( )
5．(多选)日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和 锌皮， 以糊状 NH4Cl 和 ZnCl2 为电解质(其中加入 MnO2 吸收 H2)，
3．铅蓄电池 (1)构成 该电池以__________和__________作电极材料，________ 作电解质溶液。
高中化学必修二《发展中的化学电源》精品PPT
电池，如蓄电池。(3)两电极材料均为惰性电极，电极本身 不发生反应，而是由引入到电极上的物质发生反应，如燃 料电池。
第二章 化学反应与能量
2 ．你如何理解原电池原理的实际应用？请举例说明。
提示：原电池原理的实际应用可以理解为： (1)加快氧化还原反应的速率 如实验室用Zn和稀H2SO4反应制H2，常用粗锌，它产 生 H2 的速率快。因为粗锌中的杂质锌、稀 H2SO4溶液形成
人 教 版 化 学
第二章 化学反应与能量
提示：①多次使用，放完电后可再充电使用。内部氧
化还原在放电、充电“可逆”进行。 ②镍镉电池寿命较铅蓄电池长，但镉是致癌物，镍镉 污染环境。 ③锂离子电池质量轻，污染少，被称为绿色电池。
人 教 版 化 学
用途：①铅蓄电池用于汽车的电瓶。
②镍镉电池广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光 灯、电动剃须刀等。 ③锂离子电池用于笔记本电脑、移动电话、摄像机等。
人 教 版 化 学
原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。
第二章 化学反应与能量
(2)比较金属的活动性强弱
如把两种金属Zn和Cu用导线连接后，插入到稀H2SO4 溶液中，能观察到 Zn 极溶解， Cu 极上有气泡产生，根据 观察到的现象可以判断出 Zn 极是负极， Cu 极是正极。由 原电池原理，可知金属的活动性 Zn>Cu，即原电池中，活
人 教 版 化 学
_________________________；
正极： _______________________________________________ _________________________；
第二章 化学反应与能量
②酸式氢氧燃料电池：以H2SO4溶液为电解质；
第二章 化学反应与能量
2 ．你如何理解原电池原理的实际应用？请举例说明。
提示：原电池原理的实际应用可以理解为： (1)加快氧化还原反应的速率 如实验室用Zn和稀H2SO4反应制H2，常用粗锌，它产 生 H2 的速率快。因为粗锌中的杂质锌、稀 H2SO4溶液形成
人 教 版 化 学
第二章 化学反应与能量
提示：①多次使用，放完电后可再充电使用。内部氧
化还原在放电、充电“可逆”进行。 ②镍镉电池寿命较铅蓄电池长，但镉是致癌物，镍镉 污染环境。 ③锂离子电池质量轻，污染少，被称为绿色电池。
人 教 版 化 学
用途：①铅蓄电池用于汽车的电瓶。
②镍镉电池广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光 灯、电动剃须刀等。 ③锂离子电池用于笔记本电脑、移动电话、摄像机等。
人 教 版 化 学
原电池，加快了锌的腐蚀，使产生H2的速率加快。
第二章 化学反应与能量
(2)比较金属的活动性强弱
如把两种金属Zn和Cu用导线连接后，插入到稀H2SO4 溶液中，能观察到 Zn 极溶解， Cu 极上有气泡产生，根据 观察到的现象可以判断出 Zn 极是负极， Cu 极是正极。由 原电池原理，可知金属的活动性 Zn>Cu，即原电池中，活
人 教 版 化 学
_________________________；
正极： _______________________________________________ _________________________；
第二章 化学反应与能量
②酸式氢氧燃料电池：以H2SO4溶液为电解质；
课件9：2.2.2 发展中的化学电源
电池类型 铅蓄电池 镍镉电池 锂离子电池
负极 _P_b_ _C__d _L_i_
正极 _P_b_O_2 NiO(OH)
电解质 _H_2_S_O_4 K__O_H_
三、燃料电池:
1. 特点:_燃__料__气__体__和_氧__气__分别在两个电极上反应将化学能转化为电能。 2. 实例——氢氧燃料电池: 负极:_氢__气__失电子,正极:_氧__气__得电子,电解质是氢氧化钾或硫酸。
【方法规律】燃料电池的正极反应式的书写要求
燃料电池正极上的反应物质一般是O2。 (1)电解质溶液为中性或碱性,则H2O必须写入正极反应式中,且O2生成 OH-,电极反应式为O2+2H2O+4e-====4OH-。 (2)电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,且O2生成H2O,电极反 应式为O2+4H++4e-====2H2O。
【知识备选】电极反应式的书写 (1)一般电极反应式的书写:
(2)氢氧燃料电池: ①以氢氧化钾为电解质: 负极:2H2-4e-+4OH-====4H2O(氧化反应); 正极:O2+4e-+2H2O====4OH-(还原反应); 总反应式:2H2+O2====2H2O。 ②以硫酸为电解质: 负极:2H2-4e-====4H+(氧化反应); 正极:O2+4H++4e-====2H2O(还原反应); 总反应式:2H2+O2====2H2O。
【知识链接】 一次电池 一次电池即原电池(俗称干电池),是放电后不能再充电使其复原的电池, 通常电池由正极、负极、电解液以及容器和隔膜等组成。例如锌锰电 池、碱性锌锰电池等。
二、充电电池——二次电池:
人教版必修二第二章第二节第四课时 发展中的化学电源(共22张PPT)
国家和地区形成 商业化,半商业化 生产能力, 市场开 拓从空间转向地 面系统应用。
高中化学选修4 第一章 化学反应与能量
例1. 下列说法正确的是C( ) A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C．化学电池的反应基础是氧化还原反应 D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2
优点：电压高、稳定，低污染。 用途：手表、相机、心率调节器
4.锂电池
锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2==6LiCl+Li2SO3+2S
负极：8Li-8e-；==正8L极i+：
3SOCl2。+8e-==6Cl-+SO32-+2S
相对其它金属做负极时，提供相同的电量，锂做负极时消耗的质量小，
石墨棒（正极） NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
总反应： Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 +Mn2O3 + H2O
正极反应的中间产物H2附着于石墨，增加电池内阻，使电池难以正常工作， MnO2的
作用是吸收正极放出的H2
高中化学选修4 第一章 化学反应与能量
极反应和总反应
O2
正极：O2 + 2H2O + 4e— == 4OH—
负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 总反应：
KOH
氢氧燃料电池模拟
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
通过电极反应和总反应：正极区碱性增强，负极区碱性减弱，电解质溶液碱
高中化学选修4 第一章 化学反应与能量
例1. 下列说法正确的是C( ) A．镍氢电池、锂电池和碱性锌锰干电池都是二次电池 B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C．化学电池的反应基础是氧化还原反应 D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2
优点：电压高、稳定，低污染。 用途：手表、相机、心率调节器
4.锂电池
锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2==6LiCl+Li2SO3+2S
负极：8Li-8e-；==正8L极i+：
3SOCl2。+8e-==6Cl-+SO32-+2S
相对其它金属做负极时，提供相同的电量，锂做负极时消耗的质量小，
石墨棒（正极） NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
总反应： Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 +Mn2O3 + H2O
正极反应的中间产物H2附着于石墨，增加电池内阻，使电池难以正常工作， MnO2的
作用是吸收正极放出的H2
高中化学选修4 第一章 化学反应与能量
极反应和总反应
O2
正极：O2 + 2H2O + 4e— == 4OH—
负极：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 总反应：
KOH
氢氧燃料电池模拟
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
通过电极反应和总反应：正极区碱性增强，负极区碱性减弱，电解质溶液碱
2.2-2.发展中的化学电源 PPT57张
【答案】 B
★规律方法★ 有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例，考 查角度一般有如下几点： ①正、负极的判断；②正、负极反应式及电池方程式；③溶 液中各种离子的移动方向以及电解质溶液的 pH 变化。正确解答 此类问题要熟练掌握原电池原理。
1．电子表和电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电 极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为一定浓度的 KOH 溶液，放 电时锌极上的电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；氧 化银电极上的反应式为：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总 的电池反应式为：Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说 法正确的是( )
A．电池反应中有 NaCl 生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【解析】 A 项，在负极 Na 失电子生成 Na＋，正极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有 NaCl 生成；B 项，电 池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C 项，正极上 NiCl2 发生 还原反应，电极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D 项，钠在负 极失电子，被氧化生成 Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移 动。
3．写出氢氧燃料电池在碱性介质中的电极反应式。 【提示】 正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
电极反应式、原电池反应式的书写
1．电极反应式的书写 (1)负极反应式的书写： ①活泼金属作负极时，本身被氧化： 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金 属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋。
A．溶液中 OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动 B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C．锌是负极，氧化银是正极 D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液的碱性减弱
★规律方法★ 有关新型电池的考查题目在电化学试题中占有很大比例，考 查角度一般有如下几点： ①正、负极的判断；②正、负极反应式及电池方程式；③溶 液中各种离子的移动方向以及电解质溶液的 pH 变化。正确解答 此类问题要熟练掌握原电池原理。
1．电子表和电子计算器的电源常用微型银锌原电池，其电 极分别为 Ag2O 和 Zn，电解质溶液为一定浓度的 KOH 溶液，放 电时锌极上的电极反应式为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；氧 化银电极上的反应式为：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，总 的电池反应式为：Ag2O＋H2O＋Zn===Zn(OH)2＋2Ag。下列说 法正确的是( )
A．电池反应中有 NaCl 生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C．正极反应为：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【解析】 A 项，在负极 Na 失电子生成 Na＋，正极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－，故电池反应中有 NaCl 生成；B 项，电 池的总反应是金属钠还原二价镍离子；C 项，正极上 NiCl2 发生 还原反应，电极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－；D 项，钠在负 极失电子，被氧化生成 Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移 动。
3．写出氢氧燃料电池在碱性介质中的电极反应式。 【提示】 正极 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 负极 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
电极反应式、原电池反应式的书写
1．电极反应式的书写 (1)负极反应式的书写： ①活泼金属作负极时，本身被氧化： 若生成的阳离子不与电解质溶液反应，可直接写成产物为金 属阳离子，如：Zn－2e－===Zn2＋。
A．溶液中 OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动 B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应 C．锌是负极，氧化银是正极 D．随着电极反应的不断进行，电解质溶液的碱性减弱
人教版高中化学必修二课件2-2-2发展中的化学电源(共45张PPT).pptx
13
2．甲烷燃料电池 KOH 溶液为电解质溶液。 电极反应式为： 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO23－＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O
14
答案 一、锌锰电池 一次性 1.锌筒 石墨棒 2.NH4Cl KOH 二、1.二次 3.(1)Pb PbO2 硫酸 (2)Pb＋SO24－－2e －===PbSO4
41
答案：(1)H2 2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O 2H2－4e－===4H＋ (3)CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O 2O2＋4H2O ＋8e－===8OH－
42
10．王亮在超市看到一种电池外壳的纸层包装印有如 图的文字，请根据要求回答问题。
答案：BD
31
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 6．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 电池的总反应式为 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－===MnO－ 2 D．Li 是负极，电极反应为 Li－2e－===Li2＋
⑤溶液中阴离子移向负极
A. ①③④
B. ②③⑤
C. ③④⑤
D. ④⑤
18
解析：氢氧燃料电池中 H2 在负极上发生氧化反应，由 于是碱性条件，所以电极反应为：2H2－4e－＋4OH－=== 4H2O，负极区 OH－浓度降低，正极上 O2 发生还原反应， 得电子转化为 OH－，电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH －，正极区 OH－浓度增大，而且溶液中阴离子向负极移动， 故③④⑤说法正确。
2．甲烷燃料电池 KOH 溶液为电解质溶液。 电极反应式为： 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO23－＋7H2O 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－ 总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O
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答案 一、锌锰电池 一次性 1.锌筒 石墨棒 2.NH4Cl KOH 二、1.二次 3.(1)Pb PbO2 硫酸 (2)Pb＋SO24－－2e －===PbSO4
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答案：(1)H2 2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O 2H2－4e－===4H＋ (3)CH4－8e－＋10OH－===CO32－＋7H2O 2O2＋4H2O ＋8e－===8OH－
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10．王亮在超市看到一种电池外壳的纸层包装印有如 图的文字，请根据要求回答问题。
答案：BD
31
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 6．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 电池的总反应式为 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－===MnO－ 2 D．Li 是负极，电极反应为 Li－2e－===Li2＋
⑤溶液中阴离子移向负极
A. ①③④
B. ②③⑤
C. ③④⑤
D. ④⑤
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解析：氢氧燃料电池中 H2 在负极上发生氧化反应，由 于是碱性条件，所以电极反应为：2H2－4e－＋4OH－=== 4H2O，负极区 OH－浓度降低，正极上 O2 发生还原反应， 得电子转化为 OH－，电极反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH －，正极区 OH－浓度增大，而且溶液中阴离子向负极移动， 故③④⑤说法正确。
高一化学必修2_《发展中的化学电源》精品课件
（1）锂；Li―e-＝Li+ （2）锂是活泼金属，易与H2O、O2反应
化学
4、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，
利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为
C 电解质的燃料电池发电．电池负极反应为（ ）
A．H2 -2e-+2OH-=2H2O B．O2+4H++4e-=2H2O
C．H2 - 2e- =2H+
罪魁祸首就是汞，汞进入海洋的主要途径是工业废水、 含汞农药的流失以及含汞废气的沉降。科学试验证实， 人体血液中汞的安全浓度为1微克/10毫升，当到达5-10 微克/10毫升时，就会出现明显中毒症状。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
“血铅污染事件”
铅能够引起神经衰弱、手足麻木，消化不良，血液中 毒和肾损伤等症状。“血铅污染事件”的起因一方面是部 分用铅企业长期忽视污染治理、导致铅污染物未经处理流 入大气、水、土壤，造成严重的铅污染；另一方面，大量 的废旧铅蓄电池缺乏较环保的处理方法，容易铅酸外泄， 造成严重的环境污染。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢 弃废电池会对环境造成严重的污染。
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中 毒引起的。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
1956年，日本水俣湾附近发现了一种奇怪的病。 症 状表现为轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻 痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形。重者神经 失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓，直至死亡。
1、干电池（锌锰电池）
化学
该电池的特点： （1）开路电压为1．55V～1．70V； （2）原材料丰富，价格低廉； （3）便于携带，使用方便。 缺点 ：电量小，放电过程中容易产生胀气或漏液。 不能提供稳定电压。低温性能差，在－20℃即不能 工作。
化学
4、科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，
利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为
C 电解质的燃料电池发电．电池负极反应为（ ）
A．H2 -2e-+2OH-=2H2O B．O2+4H++4e-=2H2O
C．H2 - 2e- =2H+
罪魁祸首就是汞，汞进入海洋的主要途径是工业废水、 含汞农药的流失以及含汞废气的沉降。科学试验证实， 人体血液中汞的安全浓度为1微克/10毫升，当到达5-10 微克/10毫升时，就会出现明显中毒症状。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
“血铅污染事件”
铅能够引起神经衰弱、手足麻木，消化不良，血液中 毒和肾损伤等症状。“血铅污染事件”的起因一方面是部 分用铅企业长期忽视污染治理、导致铅污染物未经处理流 入大气、水、土壤，造成严重的铅污染；另一方面，大量 的废旧铅蓄电池缺乏较环保的处理方法，容易铅酸外泄， 造成严重的环境污染。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
电池中含有汞、镉、铅等有毒金属。随意丢 弃废电池会对环境造成严重的污染。
上世纪50年代，震惊世界的日本“水俣病”就是因汞中 毒引起的。
三、废电池对环境的危害和处理
化学
1956年，日本水俣湾附近发现了一种奇怪的病。 症 状表现为轻者口齿不清、步履蹒跚、面部痴呆、手足麻 痹、感觉障碍、视觉丧失、震颤、手足变形。重者神经 失常，或酣睡，或兴奋，身体弯弓，直至死亡。
1、干电池（锌锰电池）
化学
该电池的特点： （1）开路电压为1．55V～1．70V； （2）原材料丰富，价格低廉； （3）便于携带，使用方便。 缺点 ：电量小，放电过程中容易产生胀气或漏液。 不能提供稳定电压。低温性能差，在－20℃即不能 工作。
人教版化学必修二 化学能与电能发展中的化学电源 教学课件PPT
电极反应的书写技巧： 一次电池、二次电池负极容易写：金属失电 燃料电池正极容易写：O2得电
3、燃料电池 将燃料的燃烧反应改装成电池
⑴总氢反氧应燃：料2H电2 池+ O(电2 = 2H2O 解负质极为：酸2HH22S–O44)e- == 4H+
正极：O2 + 4e- + 4H+ ==2H2O (2)氢氧燃料电池(碱性条件下KOH) 总反应：2H2 + O2 = 2H2O 负极: 2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O 正极: O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
负极：Cd-2e- +2OH- =Cd(OH)2 正极：2NiO(OH) +2e- +2H2O = 2Ni(OH)2+2OH-
（2）镍－镉碱性蓄电池
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
(3)新一代可充电的绿色电池——锂离 子电池
特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存 时间长等
用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
氧化剂
负极：Zn – 2e- = Zn2+
正极：2NH4+ +2MnO2 + 2e- = 2NH3 + Mn2O3 + H2O
2、充电电池
充电电池又称二次电池，它在 放电时所进行的氧化还原反应， 在充电时又逆向进行，使生成 物恢复原状，如此充放电可循 环进行，至一定周期后终止。
（1）铅蓄电池 ——注意后续反应
分析放电后的产物是否 与溶液中的溶质反应
3、原电池电 极的判断
负极--失电子发生氧化 反应的电极
正极—得电子发生还原 反应的电极
电子流 出
电子 流入
课件：2.2.2 发展中的化学电源(35张)
锂离子电池
正极：MnO2 ＋ e — ＋ Li+ == LiMnO2
3.燃料电池
氢 氧 燃 料 电 池
氢氧燃料电池：它是一种高效、环境友好的发电装 置。它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催 化活性，如铂电极，活性炭电极等。 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电
池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电
H 2O
电解质：
O2
H2
H2SO4溶液 使用铂电极
电极反应 负极：2H2 － 4e — == 4H+ 正极：O2 + 4H+ + 4e— == 2H2O 总反应：2H2 + O2==2H2O
（2）碱性氢氧燃料电池
电极反应
负极：2H2 + 4OH—－4e— == 4H2O 正极：O2 + 2H2O + 4e— == 4OH— 总反应：2H2 + O2==2H2O 注： O2→ O2- → 酸性环境： O2＋ 2H+
碱性电池
优点：比能量和储存时间有所提高， 适用于大电流和连续放电 碱性电池是个人音响、照相机等地首选电源。
2.充电电池
又称二次电池，能够重复使用至一定的周期。
铅蓄电池：最早使用的充电电池。
镍镉充电电池：它是一种体积少，具有残留性记忆的
充电电池，可重复使用500次以上。
铅蓄电池
（1）铅蓄电池
铅蓄电池电极反应： 负极：Pb + SO42-—2e— ==PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e— ==PbSO4 + 2H2O 铅蓄电池充电和放电的总化学方程式：
极反应产物不断排出电池。
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内电路：阴离子移向负极， 阳离 子移向正极，电流由 负极流向正极
e－
正极
.
原电池电极名称的确定方法 ①根据电极材料的性质确定。 通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、 化合物是正极。 ②根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→负极 得电子的反应→还原反应→正极
.
③根据电子或电流流动方向（外电路）：
（第二课时） 发展中的化学能源
原电池原理
电极反应式：
A
负极：Zn片： Zn －2e- = Zn2+
（氧化反应）
Zn
Cu
正极：Cu片：2H++2e- = H2 ↑
（还原反应） 电极反应总式：
H+ SO42－H+
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
.
电荷流向电流流向：
外电路：电子由负极流向正 极，电流由正极流向负极 负极
正极：PbO2 负极：Pb
（2）电解质溶液：H2SO4溶液 （3）电极反应式：
负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O
总反应： Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O
.
（2）镍－镉碱性蓄电池 P43 （3）新一代可充电的绿色电池——锂 离子电池 特点：高能电池，电压高，质量轻， 贮存时间长等。 用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
.
1.下列哪几个装置能形成原电池？
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
A
V H 2S O 4
B
V
H 2S O 4
CX
H 2S O 4
Zn
Cu
Zn
Cu
Fe
Cu
E
F
V
X
C u 2S O 4Fra bibliotek酒精M
X N a C l溶 液
Zn
Cu
N
X H 2SO 4 H 2SO 4
Cu
O
.
V H 2S O 4
2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导 线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极 ；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上 产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生 ，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 (
B. 保持平衡状态
C. 铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜
.
一，常见的各类电池
锂电池 叠层电池
干电池
各 类 电 池
纽扣电池
二：化学电池
1)概念: 将化学能变成电能的装置
①一次电池又称不可充电电池——如：干电池
2)分类: ②二次电池又称充电电池——蓄电池
③燃料电池
①能量转换效率高，供能稳定可靠。
.
3.新型燃料电池
把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化
为电能的“能量转换器” 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质
全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断 从外界输入，同时将电极反应产物不断排 出电池
优点：效率高、无污染，装置可持续使用
.
（1）氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一 种新型的化学电池， 其构造如图示：两 个电极均由多孔性 碳制成，通入的气 体由孔隙逸出，并 在电极表面放电。 碱性介质
③比时间---电池的储存时间的长短
二、发展中的化学电源
1.干电池—— Zn- Mn普通干电池
负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+ 正极（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O
.
碱性Zn- Mn干电池
负极：铁，
负极: Fe － 2e - = Fe 2+ . 正极: Cu2+ +2e - = Cu .
正极：铜、石墨或比
铁不活泼的其他金属
.
思考题
请根据反应 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ 设计原电池，你有哪些可行方案?
Fe-Cu Fe-C Fe-Ag
FeCl3 Fe(NO3)3
Fe(SO4)3
锌锰碱性电池是一种新型的干电池。 正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn， 还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液， 总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH 请写出电极反应式并分析其工作原理。
负极：Zn + 2OH－－2e- = Zn(OH)2
正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH－
总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)
.
2.充电电池
充电电池又称二次电池， 它在放电时所进行的氧化 还原反应，在充电时又逆 向进行，使生成物恢复原 状，如此充放电可循环进 行，至一定周期后终止。
汽车用蓄电池
.
铅蓄电池结构
（1）铅蓄电池
（1）电极材料及原料
电子从负极流出 沿导线 流入正极 e
e
电流从正极流出 沿导线 流入负极
④根据离子的定向移动（内电路） 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
.
⑤根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2
（负极） （在正极）
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电 源，它的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生
3)优点: 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。
4)电池优劣的判断标准:
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
反应的物质是（ D）
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn .
拓 展：
请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应 ：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。
1、电解液：
。
2、电极材料：
1、电解液：
正极
，负极
。
硫酸铜、氯化铜、硝 3、电极反应式 ：
酸铜等可溶性铜盐溶液 2、电极材料：
氢氧燃料电池结构
氢氧燃 料 电 池
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
)B
A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
.
3、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一
根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小
心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观
察到的现象是
(D)
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定
e－
正极
.
原电池电极名称的确定方法 ①根据电极材料的性质确定。 通常是活泼金属是负极，不活泼金属、碳棒、 化合物是正极。 ②根据电极反应的本身确定。
失电子的反应→氧化反应→负极 得电子的反应→还原反应→正极
.
③根据电子或电流流动方向（外电路）：
（第二课时） 发展中的化学能源
原电池原理
电极反应式：
A
负极：Zn片： Zn －2e- = Zn2+
（氧化反应）
Zn
Cu
正极：Cu片：2H++2e- = H2 ↑
（还原反应） 电极反应总式：
H+ SO42－H+
Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
.
电荷流向电流流向：
外电路：电子由负极流向正 极，电流由正极流向负极 负极
正极：PbO2 负极：Pb
（2）电解质溶液：H2SO4溶液 （3）电极反应式：
负极（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O
总反应： Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O
.
（2）镍－镉碱性蓄电池 P43 （3）新一代可充电的绿色电池——锂 离子电池 特点：高能电池，电压高，质量轻， 贮存时间长等。 用途：电脑、手表、心脏起搏器等。
.
1.下列哪几个装置能形成原电池？
Zn
Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
A
V H 2S O 4
B
V
H 2S O 4
CX
H 2S O 4
Zn
Cu
Zn
Cu
Fe
Cu
E
F
V
X
C u 2S O 4Fra bibliotek酒精M
X N a C l溶 液
Zn
Cu
N
X H 2SO 4 H 2SO 4
Cu
O
.
V H 2S O 4
2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导 线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极 ；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上 产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生 ，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 (
B. 保持平衡状态
C. 铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜
.
一，常见的各类电池
锂电池 叠层电池
干电池
各 类 电 池
纽扣电池
二：化学电池
1)概念: 将化学能变成电能的装置
①一次电池又称不可充电电池——如：干电池
2)分类: ②二次电池又称充电电池——蓄电池
③燃料电池
①能量转换效率高，供能稳定可靠。
.
3.新型燃料电池
把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化
为电能的“能量转换器” 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质
全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断 从外界输入，同时将电极反应产物不断排 出电池
优点：效率高、无污染，装置可持续使用
.
（1）氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一 种新型的化学电池， 其构造如图示：两 个电极均由多孔性 碳制成，通入的气 体由孔隙逸出，并 在电极表面放电。 碱性介质
③比时间---电池的储存时间的长短
二、发展中的化学电源
1.干电池—— Zn- Mn普通干电池
负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+ 正极（石墨）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 总反应：Zn+ 2MnO2+2NH4+=Zn2++ Mn2O3+2NH3+H2O
.
碱性Zn- Mn干电池
负极：铁，
负极: Fe － 2e - = Fe 2+ . 正极: Cu2+ +2e - = Cu .
正极：铜、石墨或比
铁不活泼的其他金属
.
思考题
请根据反应 2Fe3+ + Fe = 3 Fe 2+ 设计原电池，你有哪些可行方案?
Fe-Cu Fe-C Fe-Ag
FeCl3 Fe(NO3)3
Fe(SO4)3
锌锰碱性电池是一种新型的干电池。 正极材料为MnO2 ,负极材料为Zn， 还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液， 总： Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnOOH 请写出电极反应式并分析其工作原理。
负极：Zn + 2OH－－2e- = Zn(OH)2
正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH－
总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO(OH)
.
2.充电电池
充电电池又称二次电池， 它在放电时所进行的氧化 还原反应，在充电时又逆 向进行，使生成物恢复原 状，如此充放电可循环进 行，至一定周期后终止。
汽车用蓄电池
.
铅蓄电池结构
（1）铅蓄电池
（1）电极材料及原料
电子从负极流出 沿导线 流入正极 e
e
电流从正极流出 沿导线 流入负极
④根据离子的定向移动（内电路） 阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
.
⑤根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2
（负极） （在正极）
练习：银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电 源，它的反应可表示为：Ag2O+Zn+H2O ＝ 2Ag+2Zn(OH)2请判断此电池中，负极上发生
3)优点: 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。
4)电池优劣的判断标准:
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
反应的物质是（ D）
A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn .
拓 展：
请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应 ：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。
1、电解液：
。
2、电极材料：
1、电解液：
正极
，负极
。
硫酸铜、氯化铜、硝 3、电极反应式 ：
酸铜等可溶性铜盐溶液 2、电极材料：
氢氧燃料电池结构
氢氧燃 料 电 池
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
)B
A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
.
3、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一
根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小
心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观
察到的现象是
(D)
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定