人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共张PPT)PPT
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人教版选修4 化学：4.2 化学电源 课件(共18张PPT)
课堂小结
1.先写总反应。 2.给总反应画双线桥。 3.按双线桥拆出两个 电极反应式的主干。 4.用电子守恒、电荷 守恒、原子守恒配平。
电解质的一大职能就 是传导阴阳离子！ 将阳离子从负极区 域传导到正极区域。 将阴离子从负极区 域传导到正极区域。
（一） 操 作 方 法
课后作业： 整理笔记，加强记忆。
⑴12、CH科3O学H家+预3O言2+，4K燃O料H电=2池K2将CO是32+16世H2纪O获得电力的重要途
⑵径正，极美：国3O已2＋计6划H将2O甲+1醇2e燃-=料12用OH于-；军事目的。一种甲醇燃料 负电极池：是2C采H用3O铂H或+1碳6O化H钨-－作12电e-极=2催C化O3剂2- +，1在2H稀2O KOH电解液
+4e一
正极区的PH值会发生怎样的变化？
负极区的PH值会发生怎样的变化？
整个电解质溶液的PH值会发生怎样的变化？
电解质溶液 是氢氧化钠
溶液
电解质的一大职能就是传导OH-！ 将OH-从负极区域传导到正极区域。
OH-
OH-选择性透过膜
燃料电池(连续电池)
甲烷燃料电池：
CH4+2O2=CO2+2H2O
电解质溶液 是稀硫酸
e-
+
e-
燃料电池(连续电池)
4e一
氢氧燃料电池：2H2+O2= 2H2O
请同学们总结：
+4e一
1电.先极写反总应反式应及。电池总反应式之间有哪些联系。
2哪.给个总对反你应来画说双，线最桥好。写！
3.按双线桥拆出两个电极反应式的主干。
4.用电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平。
2019-2020年人教版选修4 第4章第2节 化学电源 课件(16张)(共16张PPT)
第2节 化学电源
空气电池
锂电池
什么是化学电池？ 化学电池是将化学能转变为电能的装置。
它主要包括一次电池、二次电池、燃料 电池。
什么是一次电池？什么是二次电池？
一次电池只能放电不能充电，也称干电 池，例如锌锰电池。二次电池称可充电电 池，可以反复充电放电，例如铅蓄电池。
1.锌锰干电池
1）、酸性锌－锰干电池 电极材料：石墨、锌 电解质：NH4Cl、ZnCl2 负极：Zn Zn2++2e正极：2NH4++2e- 2NH3+H2
3、理论上不能设计为原电池的化学反应
点燃
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(1)；△H＜ 0
B．△HHN＜O03(1)＋NaO点H燃(1) ==NaNO3(1)＋H2O(1)； C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(1)；△H＜0 D．2FeCl3(1)＋Fe(s)===3FeCl2(1)；△H＜0
2)碱性锌—锰干电池 电极材料：锌、石墨
电解质：KOH
负极：Zn+2OH- Zn(OH)2+2e-
正极：2MnO2+H2O+2e-
Mn2O3+2OH-
电池反应： Zn +2MnO2+H2O === Zn(OH)2+ Mn2O3
锂电池
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。
能量转换
化學能→電能
電能→化學能
3、新型燃料电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂 的化学能直接转换成电能的化学电池。
3.氢氧燃料电池
1）是若以电氢解气质为溶燃液料为，K氧OH 气为氧化剂，铂作电
空气电池
锂电池
什么是化学电池？ 化学电池是将化学能转变为电能的装置。
它主要包括一次电池、二次电池、燃料 电池。
什么是一次电池？什么是二次电池？
一次电池只能放电不能充电，也称干电 池，例如锌锰电池。二次电池称可充电电 池，可以反复充电放电，例如铅蓄电池。
1.锌锰干电池
1）、酸性锌－锰干电池 电极材料：石墨、锌 电解质：NH4Cl、ZnCl2 负极：Zn Zn2++2e正极：2NH4++2e- 2NH3+H2
3、理论上不能设计为原电池的化学反应
点燃
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(1)；△H＜ 0
B．△HHN＜O03(1)＋NaO点H燃(1) ==NaNO3(1)＋H2O(1)； C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(1)；△H＜0 D．2FeCl3(1)＋Fe(s)===3FeCl2(1)；△H＜0
2)碱性锌—锰干电池 电极材料：锌、石墨
电解质：KOH
负极：Zn+2OH- Zn(OH)2+2e-
正极：2MnO2+H2O+2e-
Mn2O3+2OH-
电池反应： Zn +2MnO2+H2O === Zn(OH)2+ Mn2O3
锂电池
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。
能量转换
化學能→電能
電能→化學能
3、新型燃料电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂 的化学能直接转换成电能的化学电池。
3.氢氧燃料电池
1）是若以电氢解气质为溶燃液料为，K氧OH 气为氧化剂，铂作电
人教版高中化学选修4第四章第二节 化学电源 课件(共21张PPT)
剖 析 总 反 应 式
明 确 氧 化 与 还 原
确 定 正 负 极
书 写 电 极 反 应 式
做 加 法 验 证
氧(负);还(正) 总=负+正
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
放电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O2-
H+ H2O
H2O OH-
放电 充电 总反应
放电
充电
负-阴;正-阳
总反应 介质的影响
O2-的转化
两极质量变化
酸性电解质 碱性电解质
总： 2FeO42-+3Zn+8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-
• 不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月13日星期三下午3时59分2秒15:59:0222.4.13 • 读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月下午3时59分22.4.1315:59April 13, 2022 • 正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022年4月13日星期三3时59分2秒15:59:0213 April 2022 • 书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
谢谢观赏
You made my day!
第四章第二节 化学电源
高中化学选修四 “三导”新授课程系列
干电池
碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
镉镍电池
氢镍电池 锂离子电池 聚合物锂离子电池 甲烷燃料电池 氢氧燃料电池
左侧用H2O还是 OH-补齐？
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
原子守恒
电荷守恒
做加法可用于验证书写正误
做减法可求另一极反应式
人教版化学选修四4.2化学电源PPT(共17页)
第二节 化学电源
化学电池的分类
一次电池（干电池）：活性物质（发生氧化还原反 应的物质）消耗到一定程度，就不能使用了。
普通锌锰电池
碱性电池
化学电池的分类
二次电池（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。
锂离子充电电池
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
化学电池的分类
轻轻揉搓就会放出热量来。当使用完后还会发现有
铁锈生成。依上述现象回答：
（1）“热敷袋”放出的热量的利用是利用铁发
生
反应放出的热量；
（2）碳粉的主要作用__________________；
（3）加入氯化钠的作用是_____________；
（4）试写出上述变化过程中的电极反应式方程式：
负极：____________________；
电极上发生 反应的物质
还原性较强 的物质（大 多是金属电 极本身）
电子流向
流出电子
氧化性较强 的物质
流入电子
酸、碱、 盐溶液或 熔融液
反应类型 氧化反应
还原反应
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
减少污染 节约资源
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
燃料电池与前几种电池的差别：
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充； ②反应产物不断排出 ③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%， 有利于节约能源。
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
人教版化学选修四4.2化学电源(共17 张PPT)
化学电池的组成
组成
负极
正极
电解质
高中化学人教选修四课件：第4章 第2节 化学电源(共78张PPT)
总反应:
。
微思考 1 一次电池和二次电池有什么区别?
【答案】一次电池不可充电,二次电池可以充电,可以重复使用。
微思考 2 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。
2Pb(s)+SO4 (aq)-2e-
PbSO4(s);
正极:
PbO2(s)+4H+(aq)+SO4
2-
(aq)+2e- PbSO4(s)+2H2O(l); 2PbSO4(s)+2H2O(l)。
总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) b.充电时 阴极:PbSO4(s)+2e2Pb(s)+SO4 (aq)
【解析】在锌锰干电池中,锌外壳是负极,石墨碳棒是正极,在外 电路中电子从锌外壳流向碳棒,电流的方向与电子的流向相反,电池 内部,阳离子向正极碳棒移动,故 A 项正确,B、C、D 三项均错误。 【答案】A
3.燃料电池是燃料(如 CO、H2、CH4 等)与氧气或空气起反应,将此反 应的化学能转化为电能的装置,电解质溶液通常是 KOH 溶液。下列 关于甲烷燃料电池的说法不正确 的是( ．．． A.负极反应式为 CH4+10OH--8e)。
(2)工作时,正极的电极反应式为 。 (3)工作时,电解质溶液的 pH (4)工作时,电解质溶液中阴离子移向 (5)电流方向从 极流向 极。 (填“增大”“减小”或“不变”)。 极。
人教版选修四高中化学4.2-化学电源(共45张PPT)
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
• ①放电过程——原电池
负极：氧化反应 Pb+SO42--2e-=PbSO4 正极：还原反应
优点：比能量大、电压稳定、储存时间长， 适宜小电流连续放电。
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
为什么废旧纽扣电池应专门回收？
• 钮扣电池含有汞，当其废弃在自然界里，外 层金属锈蚀后，汞就会慢慢从电池中溢出来， 进入土壤或在下雨之后进入地下水，再通过 农作物进入人体，损伤人的内脏。在微生物 的作用下，无机汞可以转变成甲基汞，聚积 在鱼类的身体里，人食用了这种鱼后，甲基 汞会进入人的大脑细胞，使人的神经系统受 到严重破坏，重者会发疯致死。日本水俣病 就是甲基汞所致。
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
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。
• 在锂电池家族中,有特高容量而且自放电率特 别低的,主要使用在工业自动化仪表仪器中的 锂—亚硫酰氯电池;也有长寿又安全的用于心 脏起搏器的锂—碘电池;还有在环境温度一二 条件下应用于井下的锂—氧化铜电池,及
在照相机中使用的锂……
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
人教版选修四高中化学4.2-化学电源( 共45张 PPT)
永久性人造心脏在美问世
•锂碘电池可作为真正的干电池的代表。它的负 极是金属锂，正极是I3-的盐，固体电解质为能够 传导锂离子的LiI晶体，可将放电时负极产生的 锂离子传导到正极与碘的还原产物I-结合。—— 可用于心脏起搏器。
人教版高中化学选修4第四章第二节 化学电源 课件(共22张PPT)
4．LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分 别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表 示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2↑。 请回答下列问题： (1)电池的负极材料为___L_i ______，发生的电极反应为
__L_i_－__e_－_=_=_=_L_i＋___________________； (2)电池正极发生的电极反应为
普 质通，锌还锰填干有电Mn池O：2 和活炭性黑物。质为NH4Cl和淀粉糊作电解 Zn + 2NH4+ +2MnO2＝ Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3↑＋ 负 H2O极：Zn - 2e－ ＝ Zn2+ 正 极：2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O
优点：制作简单、价格便宜。
反应的化学方程式
_S_O__C_l2_＋__H__2O__=_=_=_S_O_2__↑＋___2_H_C_l↑ ___________________________________；
(4)组装该构电成池电必池须的在主无要水成、分无Li氧能的和条氧件气下、进水行反，应， 原因是__S_O_C_l_2_也_与__水__反__应__。________________
• 读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月下午3时59分22.4.1315:59April 13, 2022 • 正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022年4月13日星期三3时59分5秒15:59:0513 April 2022 • 书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaq C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D 外电路中每通过02 mol电子，锌的质量理论上减小65 g
人教化学选修4第四章 第二节 化学电源 课件 (共17张PPT)
当正、负极电极反应式同时书写时，最好满足得失 电子守恒，给人"完整完美"之感，同时也便于加和写 总反应式.
再思考：
以乙烷（C2H6）燃料电池为例，在碱性介质中能否快 速地写出负极的电极反应式？并总结特殊的书写方法。
一般方法
先写总反应式（离子方程式）
再写正极反应式（易写） O2（H+）生成H2O 【O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O】 O2（OH-）生成OH- 【O2 + 2H2O +4e- = 4OH-】 总反应式 - 正极反应式 = 负极反应式
活动二 答案 （1）正极：电极b （2） 负 （3）总反应式：
C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O 正极： 3O2 + 12e- = 6O2-
负极:
C2H4 - 12e- + 6O2- = 2CO2 + 2H2O
针对于活动二，请回答：
燃料电池在不同的介质中传导的离子是不同的，有何 不同？你是如何“解读”的？
燃料电池电极反应式的书写
《
也哪敢随 即把追随 会怕爱风 使浩逐风
奔
有遇敢飞 再瀚雷奔 默见做翔 小的和跑 契再勇有 的海闪自
跑 》
的大敢梦 帆洋电由
目的闯作 也装的是
光风一翅 能进力方
险闯膀 远我量向
再
航胸
大
膛
的
浪
氧化还原反应特殊的考点分布------
燃料电池正、负极电极反应式的书 写
O2往正极通的,负氧正还。
➢⑤正负极电极反应式要满
足得失电子守恒，便于
“加和”写总反应式
➢④酸性介质中，碳元素生 成CO2，碱性介质中，碳元素 生成CO32-
再思考：
以乙烷（C2H6）燃料电池为例，在碱性介质中能否快 速地写出负极的电极反应式？并总结特殊的书写方法。
一般方法
先写总反应式（离子方程式）
再写正极反应式（易写） O2（H+）生成H2O 【O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O】 O2（OH-）生成OH- 【O2 + 2H2O +4e- = 4OH-】 总反应式 - 正极反应式 = 负极反应式
活动二 答案 （1）正极：电极b （2） 负 （3）总反应式：
C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O 正极： 3O2 + 12e- = 6O2-
负极:
C2H4 - 12e- + 6O2- = 2CO2 + 2H2O
针对于活动二，请回答：
燃料电池在不同的介质中传导的离子是不同的，有何 不同？你是如何“解读”的？
燃料电池电极反应式的书写
《
也哪敢随 即把追随 会怕爱风 使浩逐风
奔
有遇敢飞 再瀚雷奔 默见做翔 小的和跑 契再勇有 的海闪自
跑 》
的大敢梦 帆洋电由
目的闯作 也装的是
光风一翅 能进力方
险闯膀 远我量向
再
航胸
大
膛
的
浪
氧化还原反应特殊的考点分布------
燃料电池正、负极电极反应式的书 写
O2往正极通的,负氧正还。
➢⑤正负极电极反应式要满
足得失电子守恒，便于
“加和”写总反应式
➢④酸性介质中，碳元素生 成CO2，碱性介质中，碳元素 生成CO32-
人教版高中化学选修四课件：第四章第二节化学电源 (共13张PPT)
化学电源
发明电池的故事
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物 理学家。
有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖 学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可 以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文， 伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他 用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情 况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的 金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而 收缩。为了证明自己的发现是正确的，伏特决 定更深入地了解电的来源。
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/162021/11/162021/11/162021/11/16
一次电池
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
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
充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，所 以可以把上述反应写成一个可逆反应式： Pb + PbO2 + 2H2SO4＝放充电电＝2PbSO4 + 2H2O
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。电池的电极本身不 包含活性物质，只是一个催化转化元件。 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，于是电池就连续不断地提供电能。 清洁、能量转换率高的特点。
发明电池的故事
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物 理学家。
有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖 学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可 以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文， 伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个实验。他 用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情 况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的 金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而 收缩。为了证明自己的发现是正确的，伏特决 定更深入地了解电的来源。
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/162021/11/162021/11/162021/11/16
一次电池
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
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
充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，所 以可以把上述反应写成一个可逆反应式： Pb + PbO2 + 2H2SO4＝放充电电＝2PbSO4 + 2H2O
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。电池的电极本身不 包含活性物质，只是一个催化转化元件。 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，于是电池就连续不断地提供电能。 清洁、能量转换率高的特点。
人教版高中化学选修4第四章第二节 化学电源 课件(共21张PPT)
介质的影响
负(氧)；正(还) 总=负+正
三个守恒
介质的影响
与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池， K2FeO4在电池中作为正极材料(+6价Fe易被还原为+3价)。
负： Zn +2OH--2e- =Zn(OH)2
×3
正： FeO42- +4H2O +3e- =Fe(OH)3+5OH- ×2
• 8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。下午1时14 分59秒下午1时14分13:14:5921.11.16
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
原子守恒
电荷守恒
做加法可用于验证书写正误
做减法可求另一极反应式
剖 析 总 反 应 式
明 确 氧 化 与 还 原
确 定 正 负 极
书 写 电 极 反 应 式
做 加 法 验 证
氧(负);还(正) 总=负+正
原子守恒
电荷守恒
电子守恒
放电
O2-
H+ H2O
H2O OH-
放电 充电 总反应
放电
充电
负-阴;正-阳
总反应 介质的影响
O2-的转化
两极质量变化
酸性电解质 碱性电解质
不储活性物质 电极不消耗
O2-的转化
第四章第二节 化学电源
高中化学选修四 “三导”新授课程系列
干电池
碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 铅蓄电池
镉镍电池
氢镍电池 锂离子电池 聚合物锂离子电池 甲烷燃料电池 氢氧燃料电池
左侧用H2O还是 OH-补齐？
• 1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” • 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 • 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 • 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 • 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
人教化学选修4第四章 第二节 化学电源 课件 (共18张PPT)
2020/6/11
10
(三)燃料电池
航天技术上使用的一种电 池，它具有高能、轻便、 H2 不污染环境等优点。用Pt 做电极，KOH溶液做电 解液，因其反应与氢氧燃 烧相似，故称为氢氧燃烧 电池。请写出各电极的电 极反应。
Pt电极
O2
KOH
氢氧燃料电池模拟
写出各电极的电极反应
2020/6/11
11
氢氧燃料电池电极反应总结
负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-
2020/6/11
9
练习:氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会 产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应是：
据此判断下列叙述正确的是（ C、D ） A、电池放电时，电池负极周围溶液pH不断增大 B、电池放电时，镍元素被氧化 C、电池充电时，氢元素被还原 D、电池放电时，H2是负极
继续使用的化学电 电池、银-锌蓄电池、
池
锂电池
将燃料燃烧的化学 氢氧燃料电池、铝-
能直接转变成电能 空气燃料电池、熔
的电池
融盐燃料电池
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2020/6/11
2
(一) 一次电池
锌筒
1、干电池(普通锌锰电池）
电池符号 （-）Zn | NH4Cl | C（+）
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等糊状物
2、碱性锌-锰干电池 电池符号
电池反应：
（-）Zn | KOH | C（+）
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
该电池的正负极材料和电解质．
人教版高二化学选修4_第四章第二节化学电源(共40张ppt)
第四章 电化学
2
1
发明电池的故事
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家. 有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文, 说动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来. 看了这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验. 他用许多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像 加伐尼所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流, 才使蛙腿的肌肉充电而收缩.
3、判断电池的优劣标准主要是什么？
2020/5/17
3
1、化目学前电化池学的电分池类主要分哪几大类？
分别有哪些代表？ 一次电池
电池中的活性物质（发生氧化还 原反应的物质）消耗到一定程度 后，就不能使用了
化
又称充电电池或蓄电池。放电后
学
二次电池
经充电可使电池中的活性物质获
电
得再生，恢复工作能力，可多次
10
微型锂电池：
• 上述锌—锰电池等干电池的电解质都是水溶液（糊 状物），不是真正的“干”电池。真正的干电池的 电解质是固体电解质。固体电解质是可以传导离子 的固体，也叫快离子导体。
• 锂碘电池可作为真正的干电池的代表。它的负极是
金属锂，正极是I3-的盐，固体电解质为能够传导 锂离子的LiI晶体，可将放电时负极产生的锂离子
2020/5/17
14
☆铅蓄电池(可充电电池)----汽车用的电池 原电池反应
2e-
放电
Pb（s) + PbO2(s) + 2H2SO4 (aq)
充电
2PbSO4(s) + 2H2O(l) 电解池反应
放 负极：Pb(s) + SO42-(aq) - 2e- == PbSO4(s)（难溶于水） 电 正极：PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) + 2e- == PbSO4 (s)+ 2H2O(l)
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1
发明电池的故事
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家. 有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文, 说动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来. 看了这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验. 他用许多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像 加伐尼所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流, 才使蛙腿的肌肉充电而收缩.
3、判断电池的优劣标准主要是什么？
2020/5/17
3
1、化目学前电化池学的电分池类主要分哪几大类？
分别有哪些代表？ 一次电池
电池中的活性物质（发生氧化还 原反应的物质）消耗到一定程度 后，就不能使用了
化
又称充电电池或蓄电池。放电后
学
二次电池
经充电可使电池中的活性物质获
电
得再生，恢复工作能力，可多次
10
微型锂电池：
• 上述锌—锰电池等干电池的电解质都是水溶液（糊 状物），不是真正的“干”电池。真正的干电池的 电解质是固体电解质。固体电解质是可以传导离子 的固体，也叫快离子导体。
• 锂碘电池可作为真正的干电池的代表。它的负极是
金属锂，正极是I3-的盐，固体电解质为能够传导 锂离子的LiI晶体，可将放电时负极产生的锂离子
2020/5/17
14
☆铅蓄电池(可充电电池)----汽车用的电池 原电池反应
2e-
放电
Pb（s) + PbO2(s) + 2H2SO4 (aq)
充电
2PbSO4(s) + 2H2O(l) 电解池反应
放 负极：Pb(s) + SO42-(aq) - 2e- == PbSO4(s)（难溶于水） 电 正极：PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) + 2e- == PbSO4 (s)+ 2H2O(l)
人教版高中化学选修4第四章第二节《化学电源》(第1课时)课件(共45张PPT)
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 缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
一次电池
3、锌银钮扣电池
锌银电池的负极是Zn， 正极是Ag2O，电解质是 KOH。
负极：Zn +2OH--2e- =Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH总反应: Zn + Ag2O + H2O ＝ 2Ag + Zn(OH)2
锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电
流大幅度提高。
一次电池
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：——Zn
正极：——MnO2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质：KOH
氢氧化氧锰
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
比能量低、笨重、废弃电池污染环境
二次电池
放电
电池反应
(正 极 ) (电解液)
放电过程
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
(负极)
过程
(白色沉淀)
充电过程
负极反应
正极反应 两电极质量
Pb(铅)→PbSO4(硫酸铅) PbSO4(硫酸铅)→ Pb(铅)
PbO2→PbSO4 增加
硫酸浓度变小,密度变小
还原反应
接电源正极 阳极： PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42- 氧化反应 充电过程总反应： 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程：
人教化学选修4第四章 第二节 化学电源(共29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。
负极：
2CO – 4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+
高考真题
以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池 结构示意图如右图所示。关于该电 池的叙述正确的是( ) A.该电池能够在高温下工作 B.电池的负极反应为： C6H12O6+6H2O2-4e-=6CO2↑+24H+ C.放电过程中，H+从正极区向负极 区迁移 D.在电池反应中，每消耗1 mol氧 气，理论上能生成标况下CO2气体 22.4/6 L
作业：写出下列电极反应式
丙烷（C3H8）燃料电池（铂为两极、正极通入O2和 CO2、负极通入丙烷）
1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3）
2、酸性电解质 （电解液H2SO4溶液）
3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）
答案
丙烷燃料电池（铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷） 1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3） 正极 ： 5O2 + 20e- + 10CO2 == 10CO32- (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 2、酸性电解质 （电解液H2SO4溶液） 正极 ： 5O2 + 20e- + 26H+ == 10H2O (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e- + 6H2O == 3CO2 + 20 H+ (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）
负极：
2CO – 4e- + 2H2O == 2CO2 +4H+
高考真题
以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池 结构示意图如右图所示。关于该电 池的叙述正确的是( ) A.该电池能够在高温下工作 B.电池的负极反应为： C6H12O6+6H2O2-4e-=6CO2↑+24H+ C.放电过程中，H+从正极区向负极 区迁移 D.在电池反应中，每消耗1 mol氧 气，理论上能生成标况下CO2气体 22.4/6 L
作业：写出下列电极反应式
丙烷（C3H8）燃料电池（铂为两极、正极通入O2和 CO2、负极通入丙烷）
1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3）
2、酸性电解质 （电解液H2SO4溶液）
3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）
答案
丙烷燃料电池（铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入丙烷） 1、电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3） 正极 ： 5O2 + 20e- + 10CO2 == 10CO32- (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e-+ 10CO32- == 3CO2 + 4H2O (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 2、酸性电解质 （电解液H2SO4溶液） 正极 ： 5O2 + 20e- + 26H+ == 10H2O (还原反应) 负极 ： C3H8 -- 20e- + 6H2O == 3CO2 + 20 H+ (氧化反应) 总反应方程式 C3H8 + 5O2 === 3CO2 + 4H2O 3、碱性电解质（铂为两极、电解液KOH溶液）
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银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充 电和放电过程可以表示为：
放电
Ag2O+Zn+H2O 充电 2Ag+Zn(OH)2
此电池放电时，负极上发生反应的物质是（D） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 电极反应：
负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
化学电池的分类
一次电池：
活性物质消耗到一定程度，就不能使用； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
二次电池：
放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫 充电电池或蓄电池
燃料电池：
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
比功率：
❖
2.写故事 一定要 有头有 尾,完整 地叙述 一件事 。要想 将故事 叙述完 整具体 ，各要 素必须 交代清 楚，揭 示故事 发展变 化的原 因和内 在联系 ，才能 使读者 对整个 故事有 全面完 整的印 象。
❖
3.当然, 各要素 交代清 楚了并 不是故 事就精 彩了。 故事不 能叙述 太简单, 看了开 头就能 猜出结 局;也 不能平 铺直叙 、平淡 无奇,否 则无法 引起读 者的阅 读兴趣 。
池各 式 各 样 的 纽 扣 电
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
一、一次电池(干电池)
普通锌锰电池
负极：Zn
正极：MnO2和C
电解质：NH4Cl
负极:
Zn-2e- = Zn2+
正极:
2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ 2MnOOH + 2NH3↑
总反应:
Zn + 2NH4+ +2MnO2＝ Zn2+ +2MnOOH+ 2NH3↑
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
3、银锌纽扣电池
总反应：Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极是Zn、正极是Ag2O 、电解质是KOH
负极：
Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
各类电池
锂电池 叠层电池
各 干电池 类 电 池
纽扣电池
用途广泛的电池 人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
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
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
摄 像 机 专 用 电 池
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
锌筒 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C 普通锌-锰干电池的结构
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
书写电极反应式应注意以下几点：
1．确定原电池的正负极，弄清正负极上发生 反应的物质；
2. 将两极反应的电子得失数配平后，相加得 到总反应，总反应减去一极反应即得到另一 极反应；
❖
1.小彼得 是一个 商人的 儿子。 有时他 得到他 爸爸做 生意的 商店里 去瞧瞧 。商店 里每天 都有一 些收款 和付款 的账单 要经办 ，彼得 经常被 派去把 这些账 单送往 邮局寄 走。
2、碱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 ［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极： ——Zn Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极： ——MnO2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
电解质： KOH
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
充电过程
电解池！
阴极：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应
阳极：
2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + H+(aq) + SO42-(aq)
氧化反应 充电过程总反应：
2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 铅蓄电池的充放电过程：
放电
2PbSO4(s)+2H2O(l) 充电 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
❖
4.黄山的 云可真 白啊， 白得就 像一匹 白纱缎 ，又犹 如刚下 的白雪 ，那么 洁净， 那么润 泽，别 有一番 神采。 黄山的 云真静 啊，静 得让你 感觉不 到它在 飘动， 看上去 会使你 陶醉。
❖
5.黄山的 云真长 啊，长 得无法 用眼睛 望到边 际，只 让你感 觉到它 是那样 浩瀚， 像一张 大幕把 天地都 罩起来 了。
负极：Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s) 氧化反应
正极：
PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =PbSO4 (s) +2H2O(l)
还原反应
放电过程总反应：
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
❖
6.伏在岩 石上侧 耳倾听 ，耳朵 里彷佛 有一种 不可捉 摸的声 音，极 远的又 是极近 的，极 洪大旳 又是极 细小的 ，像春 蝉在咀 嚼桑叶 ，像野 马在草 原上驰 骋，像 山泉在 流动， 像大海 在澎湃 。
❖
7.“微云 一抹遥 峰，冷 溶溶， 恰与个 人清晓 画眉同 。”纳 兰容若 的这几 句词， 将这泼 墨写意 般的景 色，描 绘得淋 漓尽致 。
3)优缺点简析
缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂 离子蓄电池……
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
练习： 人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
感谢观看，欢迎指导！
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
二、二次电池（充电池、蓄电池）
能量：化学能
放电 充电
➢铅蓄电池
正极：PbO2
负极：Pb
电解质：H2SO4溶液
电能
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人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
放电过程
原电池！
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
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练习
2、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相
比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的
A 总反应为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O 下列叙述不正确的是
放电 充电
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+
4KOH
A、放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 B、充电时阳极反应为：Fe(OH)3 - 3e- + 5OH- = FeO42-
+ 4H2O C、放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-= Zn(OH)2 D、放电时正极附近溶液的碱性增强
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放电
Ag2O+Zn+H2O 充电 2Ag+Zn(OH)2
此电池放电时，负极上发生反应的物质是（D） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn 电极反应：
负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
第二章 电化学基础
第二节 化学电源
第一课时
化学电池的分类
一次电池：
活性物质消耗到一定程度，就不能使用； 电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池
二次电池：
放电后可以再充电使活性物质获得再生，又叫 充电电池或蓄电池
燃料电池：
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
比功率：
❖
2.写故事 一定要 有头有 尾,完整 地叙述 一件事 。要想 将故事 叙述完 整具体 ，各要 素必须 交代清 楚，揭 示故事 发展变 化的原 因和内 在联系 ，才能 使读者 对整个 故事有 全面完 整的印 象。
❖
3.当然, 各要素 交代清 楚了并 不是故 事就精 彩了。 故事不 能叙述 太简单, 看了开 头就能 猜出结 局;也 不能平 铺直叙 、平淡 无奇,否 则无法 引起读 者的阅 读兴趣 。
池各 式 各 样 的 纽 扣 电
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一、一次电池(干电池)
普通锌锰电池
负极：Zn
正极：MnO2和C
电解质：NH4Cl
负极:
Zn-2e- = Zn2+
正极:
2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ 2MnOOH + 2NH3↑
总反应:
Zn + 2NH4+ +2MnO2＝ Zn2+ +2MnOOH+ 2NH3↑
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3、银锌纽扣电池
总反应：Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag
［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极是Zn、正极是Ag2O 、电解质是KOH
负极：
Zn＋2OH－－2e－＝ZnO+H2O
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
各类电池
锂电池 叠层电池
各 干电池 类 电 池
纽扣电池
用途广泛的电池 人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
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
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
摄 像 机 专 用 电 池
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
锌筒 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C 普通锌-锰干电池的结构
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
书写电极反应式应注意以下几点：
1．确定原电池的正负极，弄清正负极上发生 反应的物质；
2. 将两极反应的电子得失数配平后，相加得 到总反应，总反应减去一极反应即得到另一 极反应；
❖
1.小彼得 是一个 商人的 儿子。 有时他 得到他 爸爸做 生意的 商店里 去瞧瞧 。商店 里每天 都有一 些收款 和付款 的账单 要经办 ，彼得 经常被 派去把 这些账 单送往 邮局寄 走。
2、碱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 ［思考］该电池的正负极材料和电解质．
负极： ——Zn Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极： ——MnO2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
电解质： KOH
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铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
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充电过程
电解池！
阴极：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应
阳极：
2PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + H+(aq) + SO42-(aq)
氧化反应 充电过程总反应：
2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 铅蓄电池的充放电过程：
放电
2PbSO4(s)+2H2O(l) 充电 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
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人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
❖
4.黄山的 云可真 白啊， 白得就 像一匹 白纱缎 ，又犹 如刚下 的白雪 ，那么 洁净， 那么润 泽，别 有一番 神采。 黄山的 云真静 啊，静 得让你 感觉不 到它在 飘动， 看上去 会使你 陶醉。
❖
5.黄山的 云真长 啊，长 得无法 用眼睛 望到边 际，只 让你感 觉到它 是那样 浩瀚， 像一张 大幕把 天地都 罩起来 了。
负极：Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s) 氧化反应
正极：
PbO2(s) + 4H+(aq)+SO42- (aq)+2e- =PbSO4 (s) +2H2O(l)
还原反应
放电过程总反应：
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
❖
6.伏在岩 石上侧 耳倾听 ，耳朵 里彷佛 有一种 不可捉 摸的声 音，极 远的又 是极近 的，极 洪大旳 又是极 细小的 ，像春 蝉在咀 嚼桑叶 ，像野 马在草 原上驰 骋，像 山泉在 流动， 像大海 在澎湃 。
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7.“微云 一抹遥 峰，冷 溶溶， 恰与个 人清晓 画眉同 。”纳 兰容若 的这几 句词， 将这泼 墨写意 般的景 色，描 绘得淋 漓尽致 。
3)优缺点简析
缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂 离子蓄电池……
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练习： 人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)
感谢观看，欢迎指导！
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二、二次电池（充电池、蓄电池）
能量：化学能
放电 充电
➢铅蓄电池
正极：PbO2
负极：Pb
电解质：H2SO4溶液
电能
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放电过程
原电池！
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练习
2、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相
比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的
A 总反应为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O 下列叙述不正确的是
放电 充电
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+
4KOH
A、放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 B、充电时阳极反应为：Fe(OH)3 - 3e- + 5OH- = FeO42-
+ 4H2O C、放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-= Zn(OH)2 D、放电时正极附近溶液的碱性增强
人教版化学选修四第四章第二节 化学电源(共16张PPT)