2021年高中化学专题一2_2化学电源课时作业课件苏教版选修4.ppt
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苏教版化学课件选修四1.2.2《化学电源》
3.两个电极均不参与反应(燃料电池): 助燃气体在正极反应,可燃气体在负极反应
某种锂电池的总反应为Li + MnO2 = LiMnO2,
下列说法正确的是( B )
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+
氢氧燃料电池(Hy-Ox Fuel Cell)
特点:
两个电极均为惰性电极 (石墨/铂)
总反应方程式 : 2H2+O2=2H2O
*不写条件
氢氧燃料电池电极反应
总反应: 2H2 + O2 = 2H2O
酸 负极 性 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
中 负极 性 正极
化学电源
Chemical Power Source
电池
化学电池 太阳能电池 原子能电池
化学电池
利用原电池原理制造的供电装置
分类 ①一次电池——不可充电电池——如:干电池 ②二次电池——充电电池——如:蓄电池 ③燃料电池
锂电池 叠层电池
干电池 纽扣电池
燃料电池
燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃 料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的 化学能直接转化成电能的一类原电池。
目前燃料电池的能量转化率近80%,约为 火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的 废热太多。燃料电池没有噪声及硫、氮氧化物 等废气污染;燃料电池发明于19世纪30年代末, 经反复试验、改进,到20世纪60年代才开始进 入实用阶段。
某种锂电池的总反应为Li + MnO2 = LiMnO2,
下列说法正确的是( B )
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+
氢氧燃料电池(Hy-Ox Fuel Cell)
特点:
两个电极均为惰性电极 (石墨/铂)
总反应方程式 : 2H2+O2=2H2O
*不写条件
氢氧燃料电池电极反应
总反应: 2H2 + O2 = 2H2O
酸 负极 性 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
中 负极 性 正极
化学电源
Chemical Power Source
电池
化学电池 太阳能电池 原子能电池
化学电池
利用原电池原理制造的供电装置
分类 ①一次电池——不可充电电池——如:干电池 ②二次电池——充电电池——如:蓄电池 ③燃料电池
锂电池 叠层电池
干电池 纽扣电池
燃料电池
燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃 料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的 化学能直接转化成电能的一类原电池。
目前燃料电池的能量转化率近80%,约为 火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的 废热太多。燃料电池没有噪声及硫、氮氧化物 等废气污染;燃料电池发明于19世纪30年代末, 经反复试验、改进,到20世纪60年代才开始进 入实用阶段。
高中化学(苏教版选修4)课件:专题1 第2单元 第1课时 原电池的工作原理和化学电源
(4)构成闭合回路:将电极用导线连接,使之构成闭合回路。 (5)画出装置图。
[探究· 升华]
[思考探究]
问题思考: (1)该装置中电子移动方向如何?溶液中的SO2 4 浓度如何变化?
-
【提示】 该原电池中Zn为负极,铜为正极,电子由Zn极流向Cu极,盐桥中 的K 向正极移动,Cl 向负极移动,从而平衡电荷,溶液中SO2 4 浓度不变。
)
【解析】 Fe与C作为原电池的电极,则Fe为负极,C是正极;Fe在负极发生 氧化反应生成Fe2+,因此B项错误;且左边烧杯中正电荷增加,必然使盐桥中的 阴离子移向FeCl2溶液;电子由Fe电极流向石墨电极,则电流由石墨电极流向Fe电 极。
【答案】 B
5.有 A、B、C、D 四块金属片,进行如下实验:①A、B 用导线相连后,同 时浸入稀 H2SO4 中,A 极为负极;②C、D 用导线相连后,同时浸入稀 H2SO4 中, 电流由 D→导线→C;③A、C 相连后,同时浸入稀 H2SO4 中,C 极产生大量气泡; ④B、D 相连后,同时浸入稀 H2SO4 中,D 极发生氧化反应。据此,判断四种金属 的活动性顺序是 A.A>B>C>D C.C>A>B>D ( ) B.A>C>D>B D.B>D>C>A
得失电子 电子流向 反应类型
电极 反应式 总电池 反应式
负 极 失 电子 电子 流出 . 氧化 反应
Zn-2e-===Zn2+
正 极 得 电子
电子 流入 . 还原 反应 Cu2++2e-===Cu
Zn+Cu2+===Zn2++Cu
2.盐桥(以铜锌原电池为例) (1)成分:含有KCl饱和溶液的琼脂。 (2)离子移动方向:Cl-移向 ZnSO4 溶液(负极区),K+移向 CuSO4 溶液(正极 区)。 (3)作用:使两个半电池形成通路,并保持两溶液的电中性。
苏教版高中化学选修四课件化学电源ppt课件zhp
福清高山中学高二化学组
形形色色的电池
A
Zn
H2 O
a极b极
u
稀H2SO4
CH4
O2
KOH溶液
用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
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
一、化学电池的分类 普通锌锰干电池 一次电池 碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
CH4+2OH-+2O2→CO32-+3H2O
CH4、O2、盐酸溶液组成的燃料电池 负极:CH4+-8e-→CO2+8H+ 正极:2O2+4H2O+8e-→8OH总反应:
CH4+2O2→CO2+3H2O
新型燃料电池
连续电池
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
电池反应:
正极 (MnO2和C):
Zn 2MnO2 2NH4Cl 2MnOOH Zn( NH3 )2 Cl2
氢氧化氧锰
优点:制作简单、价格便宜。缺点:放电时间短,电压下降快。
锌锰酸性电池
酸性锌锰电池 负极(锌筒): Zn–2e-===Zn2+ 正极(石墨): 2NH4++2e-+2MnO2=Mn2O3+H2O+2NH3 总反应:
H2 O
CH4
KOH溶液
O2
小结:
1、一次电池
化 学 2、二次电池 电 ——铅蓄电池 源
3、燃料电池
苏教版高中化学选修四课件专题1-第2单元-第1课时
3.设计化学电池 例如:以 2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 为依据,设计 一个原电池。 (1) 将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反 应,分别写出原电池的负极、正极电极反应式。 负极:Cu-2e- ===Cu2+ 正极:2Fe3 +2e ===2Fe2
+ - +
(2)确定电极材料 如发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接做 负极;如为气体(如 H2)或溶液中的还原性离子,可用惰性电 极(如 Pt、碳棒)做负极。 (3)确定电解质溶液 一般选用反应物中的电解质溶液即可。 (4)构成闭合回路。
设计化学电池时,为验证所设计的电池反应是否符合要 求,可将所设计的电池进行分析,明确正、负极的电极反应, 得出总反应,再与要求设计的反应对照即可。
(云南禄丰高二期中 )依据氧化还原反应: 2Ag
+
+
(aq)+ Cu(s)===Cu2 (aq)+ 2Ag(s)设计的原电池如图所示。请 回答下列问题:
+
B.电池反应为:Zn+ Cu2+ ===Zn2++ Cu C.在外电路中,电子从负极流向正极 D.盐桥中的 K+移向 ZnSO4 溶液
【解析】 A 项, 正极发生还原反应: Cu2++ 2e- ===Cu, 负极发生氧化反应:Zn- 2e ===Zn2 ;B 项,由正、负两极
- +
发生的半反应合并得总反应: Zn+ Cu2 ===Zn2 + Cu; C 项,
【答案】 C
5.(1)下列装置属于原电池的是________。
(2)在选出的原电池中,________是负极,发生 ________ 反应,________是正极,该极的现象是________。 (3)此原电池反应的化学方程式为 _________________。
高中化学选修四课件:第四章 第二节化学电源PPT30张
+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 应式是 PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-===PbO2(s)+4H+(aq)
+SO
2 4
(aq)
;发生还原反应的物质是 PbSO4 ,其电极反应式
是
PbSO4(s)+2e-===Pb(s)+SO
2 4
池
料电池
学习·探究区
第二节
[归纳总结]
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 池、二次电池(充电电池)、燃料电池(连续电池)。使用后的
课 时
废弃电池中含有汞、镉、铬、铅等大量的重金属 和酸、
栏 目
碱 等有害物质,随处丢弃会给 土壤 、水源 等造成严重的污
开 关
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
(C)
A.依据原电池的原理设计出了化学电源
本 课
B.原电池是化学电源的雏形
时 栏
C.判断一种电池的优劣主要是看其负极材料的活泼性
目 开
D.氧化还原反应所释放的化学能,是化学电源的能量来源
关
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。
2- 3
,
本 课
负极反应式是2CH3OH-12e-+16OH-===2CO23-+12H2O;
时 栏 目
正极反应式是3O2+6H2O+12e-===12OH-;总反应式是 2CH3OH+3O2+4OH-===2CO 23-+6H2O 。
开
关
学习·探究区
第二节
[归纳总结]
苏教版高中化学选修四课件专题一第二单元课时2化学电源
自主体验
1.锌锰干电池在放电时电池总反应方程式为Zn
+2MnO2+2 的物质是( ) ===Zn2++Mn2O3+2NH3+
H2O。在此电池放电时,正极(碳棒)上发生反应 A.锌 B.碳
C.MnO2和D.Zn2+和NH3
解析:选 C。锌锰干电池Zn2+,正极:2MnO2
3 .如图为氢氧燃料电池原理示意图,按照 此图的提示,下列叙述不正确的是( )
学科网
A.a电极是负极 B . b 电 极 的 电 极 反 应 为 : 4OH - - 4e - ===2H2O+O2↑ C .氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色 电源 D .氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧 化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
3.铅蓄电池(二次电池) (1)组成 PbO2 ,负极为 _____ Pb 正极为 _____ ,电解质溶液为 H2SO4 __________ 溶液。 (2)电极反应和电池反应 放电时电极反应为: 负 极 : _______________________________ 正 极 : __________________________________
答案: (1)C (2)Zn+ Ag2 O===ZnO+ 2Ag (3)减小 增大 不变
燃料电池电极反应式的书写 1.电池的负极一定是可燃性气体,失电子发 生氧化反应。可根据电荷守恒来配平。电池 的正极多为氧气或空气,得电子,发生还原 反应。 2.电极材料一般不参加化学反应,只是一个 催化转化元件。
(1)判断下列叙述中正确的是________。 A.在使用过程中,电解质KOH被不断消耗 B.使用过程中,电子由Ag2O极经外电路流 向Zn极 C.Zn是负极,Ag2O是正极 D.Zn电极发生还原反应,Ag2O电极发生 氧化反应 (2)写出电池的总反应式: __________________________________ __________________________________ ____。
苏教版高中化学选修四课件专题1-第2单元-第2课时
- - - -
(2)电极反应及电池反应 对于碱性锌锰干电池: 负极反应:Zn+2OH -2e ===Zn(OH)2
- -
2MnO2+2H2O+2e ===2MnOOH+2OH 正极反应:
电池反应:
-
-
Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+
2MnOOH
。
(3)特点:比能量大,能提供较大电流并连续放电。
1.书写原则 (1)遵守质量守恒和电荷守恒。 (2) 正、负极电极反应式的加和消去电子即为电池反应 式。 (3)弱电解质、气体或难溶物均以化学式表示,其余以离 子符号表示。
2.书写方法 (1)根据给出的化学方程式或图示装置确定原电池的正、 负极,弄清正、负极上发生反应的物质。 ①题目给定总反应式: 分析有关元素的化合价变化情况, 化合价升高的物质发生氧化反应即负极反应;化合价降低的 物质发生还原反应即正极反应。 ②题目给定图示装置:先确定正、负极,再根据正、负 极反应规律书写电极反应式。
+ -
②充电时 铅蓄电池的充电反应是放电反应的 逆反应
2 阴极: PbSO4+2e ===Pb+SO4
- -
。
( 还原 反应 )
- 阳极: PbSO4+ 2H2O- 2e- ===PbO2+ 4H++ SO2 4 (氧化反
应)
2 2PbSO + 2H O===Pb + PbO + 4H + 2SO 4 2 2 4 。 总反应:
(2)电极反应和电池反应 负极:Zn+ 2OH -2e ===Zn(OH)2。 正极:Ag2O+ H2O+2e ===2Ag+2OH 。 总反应: Zn+Ag2O+H2O===2Ag+Zn(OH)2 。 2.锌锰干电池(一次电池 ) (1)组成:分为 酸性 锌锰电池 (普通锌锰干电池)和碱性 锌锰电池,其正极为石墨棒 ,负极为 锌筒 ,前者电解质溶 液为 NH4Cl 和 ZnCl2 混合液,后者电解质为 KOH 。
(2)电极反应及电池反应 对于碱性锌锰干电池: 负极反应:Zn+2OH -2e ===Zn(OH)2
- -
2MnO2+2H2O+2e ===2MnOOH+2OH 正极反应:
电池反应:
-
-
Zn+2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+
2MnOOH
。
(3)特点:比能量大,能提供较大电流并连续放电。
1.书写原则 (1)遵守质量守恒和电荷守恒。 (2) 正、负极电极反应式的加和消去电子即为电池反应 式。 (3)弱电解质、气体或难溶物均以化学式表示,其余以离 子符号表示。
2.书写方法 (1)根据给出的化学方程式或图示装置确定原电池的正、 负极,弄清正、负极上发生反应的物质。 ①题目给定总反应式: 分析有关元素的化合价变化情况, 化合价升高的物质发生氧化反应即负极反应;化合价降低的 物质发生还原反应即正极反应。 ②题目给定图示装置:先确定正、负极,再根据正、负 极反应规律书写电极反应式。
+ -
②充电时 铅蓄电池的充电反应是放电反应的 逆反应
2 阴极: PbSO4+2e ===Pb+SO4
- -
。
( 还原 反应 )
- 阳极: PbSO4+ 2H2O- 2e- ===PbO2+ 4H++ SO2 4 (氧化反
应)
2 2PbSO + 2H O===Pb + PbO + 4H + 2SO 4 2 2 4 。 总反应:
(2)电极反应和电池反应 负极:Zn+ 2OH -2e ===Zn(OH)2。 正极:Ag2O+ H2O+2e ===2Ag+2OH 。 总反应: Zn+Ag2O+H2O===2Ag+Zn(OH)2 。 2.锌锰干电池(一次电池 ) (1)组成:分为 酸性 锌锰电池 (普通锌锰干电池)和碱性 锌锰电池,其正极为石墨棒 ,负极为 锌筒 ,前者电解质溶 液为 NH4Cl 和 ZnCl2 混合液,后者电解质为 KOH 。
高中化学苏教版选修4专题1 第2单元 第2课时 化学电源
核
课
心
(1)电池的负极材料为________,发生的电极反应为
突
时 分
破
层
攻
____________________________________________________。 作
重
业
难
(2)电池正极发生的电极反应为_________________________。
返 首 页
·
18
·
自
当
主
自
当
主
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
堂
预
达
习
标
探
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
·
提
新
素
知
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
养
·
·
核
D.锌锰干电池中,锌电极是负极
课
心
时
突
B [二次电池,即可充电电池,所以A项对。在原电池中,活 分
破
层
攻 重
泼金属Zn是负极,负极失电子发生氧化反应,因此电子的流向是由
心
时
突 破
微观探析)
分 层
攻
作
重
业
难
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3
·
自
当
主
堂
预
达
习
标
·
探
提
新 知
自主
预习
探新
知
素 养
核
课
心
时
突
分
破
层
攻
作
重
业
难
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·
4
·
高一化学苏教版必修二课件:专题2 第三单元 第一课时 化学能转化为电能 化学电源(74张PPT)
1.电化学腐蚀
[必记结论]
金属跟电解质溶液接触’发生原电池反应, 比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。
2.钢铁的电化学腐蚀
[成功体验]
3.家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈 斑,在此过程中不能发生的化学反应是( )
A.4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 B.2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2 C.O2+2H2O+4e-===4OH- D.Fe-3e-===Fe3+
[例 2] 一个原电池总反应为:Zn+M2+===Zn2++M。 (1)该原电池电极材料及电解质可能是________。
探 究 2 能 否 将 HCl + NaOH===NaCl+H2O 设计成原电池? 2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+呢?
提示:不能将 HCl 与 NaOH 的反应 设计成原电池,原因是该反应不是氧化 还原反应;能将 2Fe3++Cu===Cu2++ 2Fe2+的反应设计成原电池,原因是该反 应是氧化还原反应。
3.原电池正、负极的判断 化合价升高―→失去电子―→发生氧化反应―→负极; 化合价降低―→得到电子―→发生还原反应―→正极。
4.钢铁发生电化学腐蚀的电极反应和总反应 负极反应:Fe-2e-===Fe2+, 正极反应:O2+4e-+2H2O===4OH-, 总反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2, 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
解析:(1)原电池是一种化学能转化 为电能的装置。(3)正极是电子流入极。 (4)H+在铜片上被还原成 H2,铜片上会有 大量气泡产生。
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.如图所示的装置,能够组成原电 池产生电流的是________。
高中化学苏教版选修4 专题1第二单元第2课时 化学电源 课件(31张)
解析:选 D。碱性锌锰干电池的电极材料是 MnO2 和 Zn,电解
质 为 KOH,电池反应为 Zn+ 2MnO2+2H2O===Zn(OH)2+
2MnOOH,可知 Zn 为负极,流出电子,MnO2 为正极,有电
子流入。
3.下列说法中正确的是( C ) A.镍氢电池、锂离子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可自发进行的氧化还原反应 D.铅蓄电池放电时正极是Pb,负极是PbO2 解析:A项中碱性锌锰干电池是一次电池,A项错误;燃料电 池是一种高效不会污染环境的新型电池,B项错误;铅蓄电 池放电的时候正极是PbO2,负极是Pb,D项错误。
4.可充电电池电极反应式的书写 可充电电池放电时为原电池,充电时为电解池。 (1)原电池的负极发生氧化反应,充电时为阴极,发生还原反 应,故放电时的负极反应式与充电时的阴极反应式相反。 (2)原电池的正极发生还原反应,充电时为阳极,发生氧化反 应,故放电时的正极反应式与充电时的阳极反应式相反。
专题1 化学反应与能量变化
第2ห้องสมุดไป่ตู้时 化学电源
1.知道常见化学电源的种类,熟悉各种常见化学电源的组成 和工作原理。 2.知道化学电源的广泛应用及废旧电池对环境的危害,树立 环保意识。
根据要求完成下列问题:
已知:Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+
(1)上述若设计为原电池,可选__C__u_作负极,_石__墨__作正极,用 导线连接后放在_F_e_C__l3_或__F_e_2_(_S_O__4)_3_溶液中,负极的电极反应式
各种化学电源特点的比较
感悟导引 1.判断下列说法是否正确: (1)任何类型的化学电源工作时均发生氧化还原反应。( √ ) (2)一次电池的负极材料参与反应被消耗,质量减轻。( √ ) (3)废旧电池可随意丢弃。( × )
《化学电源》课件(苏教版选修4)
负极反应式:2CO + 2CO32- -4e- === 4CO2 正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e- === 2CO32-
例3. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而 受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混 合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的 混合气为阴极助燃气,制得在6500℃下工作 的燃料电池,完成有关的电池反应式:
化学电源
空气电池
锂电池
银锌电池
锌汞电池
1. 银锌电池
一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正 极壳和负极壳组成,形似钮扣(俗称钮 扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化 银和石墨组成的正极活性材料,负极盖 一端填充锌汞合金组成的负极活性材料, 电解质溶液为KOH浓溶液。
电极反应式如下:
负极:Zn + 2OH- -2e- === ZnO +
随着用电器朝着小型化、多功能化发展 的要求,对电池的发展也提出了小型化、多 功能化发展的要求。
体积小、性能好的碱性锌-锰电池应运而生。 这类电池的重要特征是电解液由原来的中性 变为离子导电性更好的碱性,负极也由锌片 改为锌粉,反应面积成倍增长,使放电电流 大幅度提高。
新型燃料电池
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
锂电池
使用锂电源的手机与手提电脑
锂是密度最小的金属,用锂作为电池的负极, 跟用相同质量的其他金属作负极相比较,使 用寿命大大延长。
6. 微型锂电池
常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池, 一般用金属锂作负极,石墨作正极,电解质 溶液为溶有四氯化铝锂(LiAlCl4 )的亚硫酸 氯(SOCl2 )。电池的总反应式如下: 8Li + 3SOCl2 ====== 6LiCl + Li2SO3 + 2S 这种电池的容量大,电压稳定,能在56.70C--- +71.10C的大范围温差内正常工 作
例3. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而 受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混 合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的 混合气为阴极助燃气,制得在6500℃下工作 的燃料电池,完成有关的电池反应式:
化学电源
空气电池
锂电池
银锌电池
锌汞电池
1. 银锌电池
一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正 极壳和负极壳组成,形似钮扣(俗称钮 扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化 银和石墨组成的正极活性材料,负极盖 一端填充锌汞合金组成的负极活性材料, 电解质溶液为KOH浓溶液。
电极反应式如下:
负极:Zn + 2OH- -2e- === ZnO +
随着用电器朝着小型化、多功能化发展 的要求,对电池的发展也提出了小型化、多 功能化发展的要求。
体积小、性能好的碱性锌-锰电池应运而生。 这类电池的重要特征是电解液由原来的中性 变为离子导电性更好的碱性,负极也由锌片 改为锌粉,反应面积成倍增长,使放电电流 大幅度提高。
新型燃料电池
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
锂电池
使用锂电源的手机与手提电脑
锂是密度最小的金属,用锂作为电池的负极, 跟用相同质量的其他金属作负极相比较,使 用寿命大大延长。
6. 微型锂电池
常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池, 一般用金属锂作负极,石墨作正极,电解质 溶液为溶有四氯化铝锂(LiAlCl4 )的亚硫酸 氯(SOCl2 )。电池的总反应式如下: 8Li + 3SOCl2 ====== 6LiCl + Li2SO3 + 2S 这种电池的容量大,电压稳定,能在56.70C--- +71.10C的大范围温差内正常工 作
高二化学课件选修442化学电源共25张PPT[可修改版ppt]
• 二次电池(n次电池,充电电池或蓄电 池):放电后可以再充电使活性物质 获得再生;
• 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。
电池的优点
①能量转化率较高 ②供能稳定可靠 ③可以制成各种形状和大小、不同容量
的电压的电池及电池组 ④使用方便,易于维护,并可在各种环
境下工作
负极:4 Li – 4 e- = 4 Li+ 正极:2 SOCl2 + 4 e- = 4Cl- + S + SO2↑
四川新发现超大型锂矿,中国储量未来够用吗?
【观察者网综合报道2017年12来自23日 23:15:51】近日,四川新发现“中国锂谷”,阿坝州可尔因矿集区新发现锂矿 3341资源量近52万吨,品位1.77%,达到超大型矿规模。是国内为数不多 的高品位锂矿之一,未来潜力巨大,或许有望改变我国锂资源格局。但是 随着全球电动汽车产业崛起,面对全球市场对锂矿资源的疯狂瓜分,中国 锂储量未来够用吗?
衡量电池优劣的指标
• 比能量:电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少,符号(W·h)/kg ,(W·h)/L
• 比功率:电池单位质量或单位体积所能输出 功率的大小,符号W/kg ,W/L
• 储存时间:电池的可储存时间的长短 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,更适 合使用者的需要。
据美国地质调查局公布的数据显示,中国锂资源储量占全球的20%,如 何满足全球47.15%的需求量?据CNBC报道,从全球的角度看,锂资源主 要分布在南美地区和澳大利亚,全球三分之二的锂资源都集中在南美地区, 而智利的锂资源储量占全球的50%。因此,南美地区自然而然成为中国企 业的开发目标地。
中国最大纯电动汽车制造商比亚迪(BYD)也开始为在智利开展业务做 准备。据当地媒体报道,比亚迪统管该地区业务的高管表示:“正探索与 当地企业围绕锂开展合作,还计划直接投资。”
• 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。
电池的优点
①能量转化率较高 ②供能稳定可靠 ③可以制成各种形状和大小、不同容量
的电压的电池及电池组 ④使用方便,易于维护,并可在各种环
境下工作
负极:4 Li – 4 e- = 4 Li+ 正极:2 SOCl2 + 4 e- = 4Cl- + S + SO2↑
四川新发现超大型锂矿,中国储量未来够用吗?
【观察者网综合报道2017年12来自23日 23:15:51】近日,四川新发现“中国锂谷”,阿坝州可尔因矿集区新发现锂矿 3341资源量近52万吨,品位1.77%,达到超大型矿规模。是国内为数不多 的高品位锂矿之一,未来潜力巨大,或许有望改变我国锂资源格局。但是 随着全球电动汽车产业崛起,面对全球市场对锂矿资源的疯狂瓜分,中国 锂储量未来够用吗?
衡量电池优劣的指标
• 比能量:电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少,符号(W·h)/kg ,(W·h)/L
• 比功率:电池单位质量或单位体积所能输出 功率的大小,符号W/kg ,W/L
• 储存时间:电池的可储存时间的长短 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,更适 合使用者的需要。
据美国地质调查局公布的数据显示,中国锂资源储量占全球的20%,如 何满足全球47.15%的需求量?据CNBC报道,从全球的角度看,锂资源主 要分布在南美地区和澳大利亚,全球三分之二的锂资源都集中在南美地区, 而智利的锂资源储量占全球的50%。因此,南美地区自然而然成为中国企 业的开发目标地。
中国最大纯电动汽车制造商比亚迪(BYD)也开始为在智利开展业务做 准备。据当地媒体报道,比亚迪统管该地区业务的高管表示:“正探索与 当地企业围绕锂开展合作,还计划直接投资。”
高中化学专题一 2_2化学电源课件苏教版选修4
2.书写燃料电池反应式的基本步骤
(1)第一步:写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致,若产物能和电
解质反应,则总反应为加和后的反应。
如氢氧燃料电池的总反应为 2H2+O2===2H2O;甲烷燃料电 池(电解质溶液为 NaOH 溶液)的反应:
CH4+2O2===CO2+2H2O ① CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O ② ①+②式得燃料电池总反应为 2NaOH===Na2CO3+3H2O。
PbO2(s)
+
4H
+
(aq)
+
SO
2- 4
(aq)
+
2e
-
===PbSO4(s)
+
正极:_2_H_2_O_(_l_) _____________________________________;
Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq)===2PbSO4(s) + 总反应:__2_H_2_O_(_l)____________________________________。
2.氢氧燃料电池的能量利用率是 100%,产物为水,不污 染环境。正确吗?
提示:氢氧燃料电池中产物为水,不污染环境,但能量利 用率达不到 100%。
3.如果用稀硫酸作电解质溶液,氢氧燃料电池在放电后溶 液的 pH 将发生怎样的变化?
提示:反应过程中电解质不被消耗,但氢气和氧气反应生 成水,使溶液变稀,pH 增大。
时发生的反应相反,因而充电时,二次电池的正极应与充电电 源的正极相连接,电池的负极应与充电电源的负极相连接。
2.充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的 逆过程
3.可充电电池复杂电极反应式的书写方法 第一步:先标出放电(原电池)总反应式中变价元素的化合 价,确定电子转移的方向与数目,指出参与负极和正极反应的 物质。 如铅蓄电池中:
最新-2021学年高中化学选修四课件:122化学电源 精品
总反应、电极反应只有在转移电子数相等时才能相加减。
③共存性原则:物质得失电子后所生成的物质在不同介质
环境中所存在的形式不同,因此,最终产物存在的形式应与电
解质溶液共存。例如甲醇燃料电池中负极产物为CO2,但在碱性
溶液中CO2不可能存在,应以CO
2- 3
的形式存在,也不会有H+参
加反应或生成;同样在酸性介质中不会有OH-参加反应或生
答案:实验装置如下图所示。Pt作正极:2Fe3++2e- ===2Fe2+,Zn作负极:Zn-2e-===Zn2+。
设计原电池,第一要确定化学反应是能自发进行的氧化还 原反应;第二是将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应两 个半反应电极反应式;第三是根据原电池构成的条件确定原电 池的正、负极和电解质溶液;第四是设计出原电池示意图。
4H2O===Fe(OH)3+5OH-。
答案:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO24-+5H2O+3Cl-
(或2Fe3++10OH-+3ClO-===2FeO
2- 4
+3Cl-+5H2O)
FeO
2- 4
+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH- 3Zn+2FeO
2- 4
+
8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-
总电池反应:__H_2_+__12_O__2=_=_=_H__2_O____。
深度思考 1. 可充电电池的反应是可逆反应吗? 答案:可充电电池有充电和放电两个过程,放电时的原理 是原电池,充电时的原理是电解池;放电时的负极反应和充电 时的阴极反应,放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式 上互逆,因此总反应在形式上也是互逆的,但因为互逆的反应 是在不同条件下进行的,所以并不属于可逆反应。
最新-2021学年高中化学选修四课件:第1章第3节第2课时化学电源 精品
程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反
应如下:X 极,12O2(g)+H2O(l)+2e-===2OH-;Y 极,
H2(g)+2OH--2e-===2H2O(l)。下列判断中,正确的是
()
A.X 是负极
B.Y 是正极
C.Y 极发生还原反应 D.Y 极发生氧化反应
解析:从电极反应式中可以看出,X 极得电子发生还 原反应,作正极,Y 极失去电子发生氧化反应,作负极。
2NH3
+
H2O,在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是
()
A.Zn
B.碳
C.MnO2 和 NH4+ D.Zn2+和 NH3
解析:Zn 在负极上被氧化,剩余的物质将在正极上 反应得到 Mn2O3、NH3 和 H2O。要注意题中问的是正极 上发生反应的物质,不要考虑成被还原的物质。
答案:C
3.燃料电池是一种新型电池,它利用燃料在氧化过
(4)写电极反应式时,一定要注意电解质是什么,其 中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应,在碱性电 解质中,电极反应式中不能出现 H+,中性电解质溶液中 H+、OH-不能出现在反应物中。
(5)正负极两极的电极反应式在得失电子守恒的条件 下,相加后的电池反应必是燃料燃烧反应和燃烧产物与电 解质溶液反应的叠加反应式。
第1章 化学反应与能量转化
第 3 节 化学能转化为电能 ——电池
第 2 课时源的种类及其工作原 理。2.熟练书写常见化学电源的电极反应式和总方程式。 3.知道废弃电池对环境的危害,设想处理废旧电池的办 法。
知识衔接
1.常见的化学电源有干电池、充电电池和燃料电池, 其中燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。
C.电池充电过程中,阴极附近溶液的 pH 降低 D.电池充电时,阳极反应为:2Ni(OH)2+2OH-- 2e-===Ni2O3 +3H2O 解析:因为放电时的反应中有氢氧化物生成,故电解
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解析:由电池总反应方程式及原电池原理可知,充入 H2 的 一极即 a 极是负极,充入 O2 的一极即 b 极是正极;电子由负极 经外电路流向正极;电池内部阳离子即 H+移向正极,正极即 b 极的电极反应式应为:O2+4H++4e-===2H2O,故 A 项、B 项 错误,D 项正确。C 项没有指明标准状况,故 C 项错误。
解析:A 项,每消耗 1 mol CH4,转移 6 mol 电子,错误; B 项,电解质为熔融的碳酸盐,不含 OH-,电极 A 上 H2 参与 的电极反应为 H2+CO23--2e-===H2O+CO2,错误;C 项,B 极通入 O2,B 极为正极,CO32-向负极移动,即向 A 极移动,错 误;D 项,电极 B 上 O2 得到电子与 CO2 反应生成 CO23-,D 正 确。
课时作业7 化学电,共 50 分)
1.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的电池反应是:
Zn+Ag2O+H2O===2Ag+Zn(OH)2,则负极上发生反应的物质是
(D )
A.Ag
B.Zn(OH)2
C.Ag2O
D.Zn
解析:由题给总方程式得:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2, 故 Zn 为负极。
5.新型 NaBH4/H2O2 燃料电池(DBFC)的结构如图。该电池 总反应方程式为 NaBH4+4H2O2===NaBO2+6H2O,下列有关说
法中正确的是( D )
A.电池正极区的电极反应为 BH4-+8OH--8e-===BO2-+ 6H2O
B.电极 B 为负极,纳米 MnO2 层的作用是提高原电池的工 作效率
7.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示),电 解液为溴化锌水溶液,电解液在电解质储罐和电池间不断循环。
下列说法不正确的是( A )
A.充电时电极 a 连接电源的负极 B.放电时负极的电极反应式为 Zn-2e-===Zn2+ C.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 D.阳离子交换膜可阻止 Br2 与 Zn 直接发生反应
4.以 N2 和 H2 为反应物,以溶有 A 的稀盐酸为电解质溶液, 可制成能固氮的新型燃料电池,原理如图所示。下列说法不正确
的是( D )
A.b 电极为负极,发生氧化反应 B.a 电极发生的反应为 N2+8H++6e-===2NH4+ C.A 溶液中所含溶质为 NH4Cl D.当反应消耗 1 mol N2 时,消耗的 H2 为 67.2 L
+
解析:根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,由图中 OH-向 Y 电极移动,判断 Y 电极为负极,故 Y 电极为镁电极, 故 A 正确;电池工作时 Na+向正极移动,故 B 错误;Mg 作负 极,发生氧化反应生成 Mg2+,与 OH-结合生成 Mg(OH)2,溶 液中 OH-被消耗,故废液的 pH 小于 NaClO 溶液的 pH,故 C 错误;X 电极为正极,发生还原反应,电极反应方程式为 ClO- +2e-+H2O===Cl-+2OH-,故 D 错误。
解析:该电池的总反应方程式为 N2+3H2 2NH3,反应中 氢元素的化合价升高,H2 失去电子,因此 b 电极为负极,发生 氧化反应,A 项正确;a 电极作正极,电解质溶液是酸性溶液, 因此电极反应式为 N2+8H++6e-===2NH4+,B 项正确;根据 B 选项的分析可知,A 溶液中的溶质为 NH4Cl,C 项正确;没有 指明是在标准状况下,D 项错误。
2.某固体酸燃料电池以 CsHSO4 固体为电解质传递 H+,其 基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2===2H2O,下
列有关说法正确的是( D )
A.电子通过外电路从 b 极流向 a 极 B.b 极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH- C.每转移 0.1 mol 电子,消耗 1.12 L 的 H2 D.H+由 a 极通过固体酸电解质传递到 b 极
3.燃料电池具有能量转化率高、无污染等特点,如图为 Mg
-NaClO 燃料电池的结构示意图。下列说法中正确的是( A )
A.Y 电极为镁电极 B.电池工作时 Na+向负极移动 C.废液的 pH 大于 NaClO 溶液的 pH D.X 电极上发生的反应为 ClO-+2H2O-4e-===ClO-3 +4H
解析:由图可知,放电时锌作负极,充电时电极 b 应该与 电源的负极相连,A 项错误。放电时该电池为原电池,负极上 锌失去电子转化为锌离子,B 项正确。放电时 Br2 得到电子发生 还原反应,有溴离子生成,同时有 Zn2+从右侧通过阳离子交换 膜进入左侧,故左侧电解质储罐中的离子总浓度增大,C 项正 确。阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止了 Br2 与 Zn 直接发 生反应,使氧化反应和还原反应在不同的区域进行,D 项正确。
C.放电过程中,Na+从正极区向负极区迁移 D.在电池反应中,每消耗 1 L 6 mol·L-1 H2O2 溶液,理论上 流过电路中的电子数为 12NA
解析:根据图示知,B 电极上 H2O2 得电子生成 OH-,所以 B 电极是正极,发生的电极反应为 H2O2+2e-===2OH-,故 A、 B 错误;根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则, 放电时,阳离子向负电荷较多的正极移动,阴离子向正电荷较 多的负极移动,所以 Na+从负极区向正极区迁移,故 C 错误; 在电池反应中,每消耗 1 L 6 mol·L-1 H2O2 溶液,消耗 H2O2 的 物质的量为 6 mol,根据 H2O2+2e-===2OH-知,理论上流过电 路中的电子数为 6 mol×2×NA mol-1=12NA,故 D 正确。
6.一种熔融碳酸盐燃料电池的原理示意如图所示。下列有关
该电池的说法中正确的是( D )
催化剂 A.反应 CH4+H2O ==△=== 3H2+CO 中,每消耗 1 mol CH4
转移 12 mol 电子 B.电极 A 上 H2 参与的电极反应为 H2+2OH--2e-===2H2O C.电池工作时,CO23-向电极 B 移动 D.电极 B 上发生的电极反应为 O2+2CO2+4e-===2CO23-