人教版高中化学必修2：发展中的化学电源(1)
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课件5：2.2.2 发展中的化学电源
【议一议】 2．有人设计以铂和锌为电极材料，植入人体做某种心脏病人
的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2 和H2O进行工作。请讨论解答： (1)负极材料是______，电极反应为__________________。 (2)正极材料是______，电极反应为__________________。
盐桥
Zn2+ Zn2+
Zn2+ Zn2+ Zn2+
e
K+
e ee
NO3-
e e Zn2+
K+
e ee
e e ee
Zn2+ Zn2+ Zn2+
Zn2+
ee e e Zn2&ee
Zn2+
Zn2+
ee Zn2Z+n2+
NO3- K+
e ee
NO3-
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Cu2+
Cu2+ Cu2+
Cu2+
Cu2+ Cu2+
Cu2+
e e Cu2+
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Cu2+ Cu2+
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Cu2+ Cu2+
ee
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Cu2+
Cu2+ Cu2+ Cu2+
Cu2+
Cu2+ Cu2+
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总反应:
Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 ↑+Mn2O3 + H2O
2.2.2 发展中化学电源 课件 人教版高一化学必修二
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。
化学能
氧化还 原反应
原电池
干电池 充电电池 燃料电池
电能
1.下列关于充电电池的叙述，不正确的是 ( B )
A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应 B.充电电池可以无限制地反复放电、充电 C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行 D.较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电
第二节 化学能与电能
第二课时 发展中的化学电源
在你的生活和学习中，或你了解的范围里, 还有哪些需要使用电池的产品或器具？它 们各使用什么样的电池？
电池的广泛应用
二、发展中的化学电源 发展中的化学电源
一次性电池：如干电池
化学电池 二次电池（可充电电池）：铅蓄电池 等 燃料电池：氢氧燃料电池
1.干电池 干电池—锌锰电池 负极： Zn 正极：碳棒 电解质溶液：NH4Cl、淀粉糊
负极：Zn - 2e- == Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e- == 2NH3↑+H2↑ 电池总反应式： Zn + 2NH4+ == Zn2++2NH3↑+H2↑
特点： a：一次性电池，不可逆 b：使用寿命不长。
将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH， 并在构造上作了改进，制成碱性锌锰电池。
（3)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。
资料显示，一节电池烂在地里，能使1平方 米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可 使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水 量。位于浙江省湖州市德清县新市镇的浙江海 久电池股份有限公司周边，多名儿童及成人在 医院检查过程中被发现血铅超标。这是因为电 池里含有汞、铅、镉等多种重金属元素，威胁 到人类的健康。
化学能
氧化还 原反应
原电池
干电池 充电电池 燃料电池
电能
1.下列关于充电电池的叙述，不正确的是 ( B )
A.充电电池的化学反应原理是氧化还原反应 B.充电电池可以无限制地反复放电、充电 C.充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行 D.较长时间不使用电器时，最好从电器中取出电
第二节 化学能与电能
第二课时 发展中的化学电源
在你的生活和学习中，或你了解的范围里, 还有哪些需要使用电池的产品或器具？它 们各使用什么样的电池？
电池的广泛应用
二、发展中的化学电源 发展中的化学电源
一次性电池：如干电池
化学电池 二次电池（可充电电池）：铅蓄电池 等 燃料电池：氢氧燃料电池
1.干电池 干电池—锌锰电池 负极： Zn 正极：碳棒 电解质溶液：NH4Cl、淀粉糊
负极：Zn - 2e- == Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e- == 2NH3↑+H2↑ 电池总反应式： Zn + 2NH4+ == Zn2++2NH3↑+H2↑
特点： a：一次性电池，不可逆 b：使用寿命不长。
将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH， 并在构造上作了改进，制成碱性锌锰电池。
（3)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。
资料显示，一节电池烂在地里，能使1平方 米的土壤永久失去利用价值；一粒纽扣电池可 使600吨水受到污染，相当于一个人一生的饮水 量。位于浙江省湖州市德清县新市镇的浙江海 久电池股份有限公司周边，多名儿童及成人在 医院检查过程中被发现血铅超标。这是因为电 池里含有汞、铅、镉等多种重金属元素，威胁 到人类的健康。
高中化学人教版必修二《第二章化学反应与能量第2节化学能与电能第2课时发展中的化学电源》课件
===Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电解质溶液的碱性
保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
解析：当电解质溶液显碱性或中性时，该燃料电池的正极发生的反应 均为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A 项是正确的；铝作负极，负极反 应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与 过 量 的 碱 反 应 生 成 偏 铝 酸 根 ， 因 此 负 极 反 应 为 ： Al ＋ 4OH － － 3e － ===AlO－ 2 ＋2H2O，B 项是错误的；该电池在碱性条件下工作时，消 耗了碱，反应的化学方程式为：4Al＋3O2＋4OH－===4AlO－ 2 ＋2H2O， 溶液的碱性减弱，C 项是错误的；电池工作时，电子从负极流出来经 过外电路流向正极，D 项是错误的。
Ⅱ．书写原电池电极反应式时注意的问题
(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别 发生的具体反应。
(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发 生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反 应式。
(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原， 提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号 (而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有 易溶的强电解质用离子符号表示)。
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
•解析 根据原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再结合总反应可
知，Li失去电子生成Li＋被氧化，为负极；MnO2得到电子被还原，为正极。
例4.［2019·哈尔滨师范大学附中高一检测］电动自行车给人们带来了极大的方便，其电池为铅蓄
电5PbO池2+2，MnP2+b+O42H+作5P为b2++铅2M蓄nO4电-+2H池2O，的下重列说要D法正原确料的是有（广
保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
解析：当电解质溶液显碱性或中性时，该燃料电池的正极发生的反应 均为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，A 项是正确的；铝作负极，负极反 应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与 过 量 的 碱 反 应 生 成 偏 铝 酸 根 ， 因 此 负 极 反 应 为 ： Al ＋ 4OH － － 3e － ===AlO－ 2 ＋2H2O，B 项是错误的；该电池在碱性条件下工作时，消 耗了碱，反应的化学方程式为：4Al＋3O2＋4OH－===4AlO－ 2 ＋2H2O， 溶液的碱性减弱，C 项是错误的；电池工作时，电子从负极流出来经 过外电路流向正极，D 项是错误的。
Ⅱ．书写原电池电极反应式时注意的问题
(1)正确判断原电池的负极和正极，确定两极上分别 发生的具体反应。
(2)确认电极得失电子后的产物是否与电解质溶液发 生反应，若能反应，则应写与电解质溶液反应后的电极反 应式。
(3)在正极上，若是电解质溶液中的某种离子被还原， 提供该离子的电解质无论电离难易如何，一律写离子符号 (而在原电池反应中，要遵循离子方程式的书写规则，只有 易溶的强电解质用离子符号表示)。
D．Li是负极，电极反应为Li－2e－===Li2＋
•解析 根据原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再结合总反应可
知，Li失去电子生成Li＋被氧化，为负极；MnO2得到电子被还原，为正极。
例4.［2019·哈尔滨师范大学附中高一检测］电动自行车给人们带来了极大的方便，其电池为铅蓄
电5PbO池2+2，MnP2+b+O42H+作5P为b2++铅2M蓄nO4电-+2H池2O，的下重列说要D法正原确料的是有（广
高中化学人教必修2课件：第二章 化学反应与能量 第2节 第2课时发展中的化学电源(25张)
H2—O2(H2SO4)的正极反应式：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
H2—O2(KOH)的正极反应式：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
2．充电电池
充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反 逆向 进行，使电池恢复到放电前的状 应，在充电时可以 _____ 态。
3．燃料电池 燃料 和 ________ 氧化剂 反应所 (1) 原理：利用原电池工作原理将 _____
化学能 直接转化为电能 放出的_______ _____。 燃料 和 (2) 与其他电池的区别：反应物由外设装备提供 _____ 氧化剂 。 _______
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
答案 B
探究一、常见化学电源的特点 【合作交流】 1．一次电池和二次电池是否指分别只能使用一次和两次的电 池？
提示
一次电池是不可充电电池，电量一旦放完就无法再
次使用；二次电池是可充电电池，电量放完后可进行充 电，可反复使用多次。
2．结合所学知识判断：干电池与充电电池的本质区别，燃料
第二节 第2课时
化学能与电能 发展中的化学电源
学习目标
1.记住干电池、充电电池、燃 料电池等发展中的化学电源的 特点。 2．认识提高燃料的燃烧效率、 开发高能清洁燃料和研制新型 电池的重要性。
核心素养建构
3．能正确书写简单化学电源的
电极反应式。
[知 识 梳 理 ] 1．干电池 不能 再充电。 干电池是一种一次性电池，放电后_____
【自主思考】
铅蓄电池在充电、放电过程中发生的氧化还原反应是可逆 反应吗？ 提示 不是，因为充电和放电过程中氧化还原反应发生的 条件不相同。
[效 果 自 测 ] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细( )
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
高一化学必修2_知识总结：发展中的化学电源
综合拓展一、发展中的化学电源种类电池名称电极材料电解质溶液电极反应电池总方程式优缺点一次电池Zn－Mn干电池Zn、C NH4Cl溶液负极：Zn－2e－===Zn2＋正极：2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑Zn＋2NH＋4===Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑携带方便，但放完电后不能再用，污染较严重Zn－MnO2碱性电源Zn、MnO2KOH溶液负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2正极：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2Mn O(OH)性能高且使用寿命长Zn－Ag2O纽扣电池Zn、Ag2O KOH溶液负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2正极：Ag2O＋H2O＋2e－=== 2Ag＋2OH－Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2质轻、体积小，使用方便，较大型的可制成充电电池，可充电使用数次H2－O2燃料电池Pt、PtNa2SO4溶液负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－2H2＋O2===2H2O高效，无污染，噪声小，能量转化率高，反应物不储存在电池内部，用外加设备，需不断提供氢气和氧气，反应能连续进行稀H2SO4负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2ONaOH溶液负极：2H2－4e－＋4OH－===4H2O正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－CH4－O2燃料电池Pt、Pt NaOH溶液负极：CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OHCH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O资源相对丰富，能量转化率高，排放CO2少，大大减轻温室效应CH3OH－O2燃料电池Pt、Pt KOH溶液负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO2－3＋12H2O正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO2－3＋6H2O资源相对丰富，可再生，能量转化率高，排放CO2少Zn－Pt电池Zn、Pt人体体液(O2)负极：2Zn－4e===2Zn2＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O2Zn＋O2＋4H＋===2Zn2＋＋2H2O性能稳定，无害，使用寿命长，常用于心脏起搏器Al－空气海水电池Al、石墨海水负极：4Al－12e－===4Al3＋正极：3O2＋6H2O＋12e－===12OH4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3资源丰富，能量高，比干电池高20～50倍二次电池－Pb－PbO2蓄电池Pb、PbO2稀H2SO4放电负极：Pb－2e－＋SO2－4===PbSO4正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2－4===PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O优点：电动势高，电压稳定，使用范围宽，原料丰富，价格便宜缺点：笨重，防震性差，易溢出酸液，维充电阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4阳极：PbSO4＋2H2O2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋－2e－===PbO2＋4H ＋＋SO2－42H2SO4护不便，携带不便等Ni－Cd电池Cd、NiO(OH)KOH溶液放电负极：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2正极：2NiO(OH)＋2e－＋2H2O===2Ni(OH)2＋2OH－2H2O＋Cd＋2NiO(OH)===Cd(OH)2＋2Ni(OH)2使用寿命较蓄电池(一般充电300次左右)长(可充电500次以上)，但镍、镉为重金属，严重污染环境充电阴极：Cd(OH)2＋2e－===Cd＋2OH－阳极：2Ni(OH)2－2e－＋2OH－===2NiO(OH)＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2===Cd＋2NiO(OH)＋2H2OH2－Ni电池H2、NiO(OH)KOH溶液放电负极：12H2－e－＋OH－===H2O正极：H2O＋NiO(OH)＋e－===Ni(OH)2＋OH12H2＋NiO(OH)===Ni(OH)2不含汞，无污染，是“绿色电池”的佼佼者，可连续充电500次，成本低充电阴极：H2O＋e－===12H2↑＋OH－阳极：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiO(OH)＋H2ONi(OH)2===12H2↑＋NiO(OH)。
学年高一化学人教版必修2教学课件：第2章 第2节 第2课时 发展中的化学电源.ppt
• 探究提示：1.正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－；总 化学反应方程式为2H2＋O2===2H2O，KOH的物质的量浓 度减小。
• 2．正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，总的反应方程 式为2H2＋O2===2H2O，H2SO4的物质的量不变。
知识归纳总结： 1．常见化学电源电极反应式： 普通锌锰干电池(如图 1)。 负极：Zn－2e－===Zn2＋ 正极：2MnO2＋2NH＋ 4 ＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O 总反应：Zn＋2MnO2＋2NH4＋===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O
极：H2(g)＋2OH－－2e－===2H2O(l)。下列说法正确的是 ( )
A
A．X 是正极
B．Y 是正极
C．Y 极发生还原反应
D．电子由 X 极移向 Y 极
6．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，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电，电池负极反应为
A．H2＋2OH－－2e－===2H2O B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．H2－2e－===2H＋ D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)氢氧燃料电池。
酸性
碱性
负极 正极 总反应
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
O2＋4H＋＋4e－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H2＋O2===2H2O
2．电极反应式的书写 (1)原电池负极反应式的书写。 ①较活泼金属作负极时，电极本身被氧化。 a．若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子， 如 Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋。 b．若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应为两反应合并后的 反应。如铅蓄电池负极反应为 Pb＋SO24－－2e－===PbSO4。 ②负极本身不反应 氢氧(酸性)燃料电池，负极反应为 H2－2e－===2H＋； 氢氧(碱性)燃料电池，负极反应为 H2＋2OH－－2e－===2H2O。
• 2．正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，总的反应方程 式为2H2＋O2===2H2O，H2SO4的物质的量不变。
知识归纳总结： 1．常见化学电源电极反应式： 普通锌锰干电池(如图 1)。 负极：Zn－2e－===Zn2＋ 正极：2MnO2＋2NH＋ 4 ＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O 总反应：Zn＋2MnO2＋2NH4＋===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O
极：H2(g)＋2OH－－2e－===2H2O(l)。下列说法正确的是 ( )
A
A．X 是正极
B．Y 是正极
C．Y 极发生还原反应
D．电子由 X 极移向 Y 极
6．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，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电，电池负极反应为
A．H2＋2OH－－2e－===2H2O B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．H2－2e－===2H＋ D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)氢氧燃料电池。
酸性
碱性
负极 正极 总反应
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
O2＋4H＋＋4e－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
2H2＋O2===2H2O
2．电极反应式的书写 (1)原电池负极反应式的书写。 ①较活泼金属作负极时，电极本身被氧化。 a．若生成的阳离子不与电解质溶液反应，其产物可直接写为金属阳离子， 如 Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋。 b．若生成的金属阳离子与电解质溶液反应，其电极反应为两反应合并后的 反应。如铅蓄电池负极反应为 Pb＋SO24－－2e－===PbSO4。 ②负极本身不反应 氢氧(酸性)燃料电池，负极反应为 H2－2e－===2H＋； 氢氧(碱性)燃料电池，负极反应为 H2＋2OH－－2e－===2H2O。
人教版高一化学必修二第二章 化学反应与能量2.2第二课时发展中的化学电源课件(共43张ppt)
常见原电池电极反应5-6
电极电解质：Cu-FeCl3-C 负极反应： Cu－2e-=Cu2+
正极反应: 2Fe3++2e-=2Fe2+
总反应:
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
电极电解质：Fe-FeCl3-C 负极反应： Fe－2e-=Fe2+ 正极反应: 2Fe3+ +2e-= 2Fe2+
总反应: Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
正极反应: 2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-
总反应:
Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH
废电池对环境的危害
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。 电池中的汞：能造成水俣病、佝偻 病等 电池中的铅：能引起人体神经紊乱、肾炎 电池中的镉：能造成肾损伤、骨质疏松、软骨病。
用途：电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等 所需电流是微安或毫安级的。
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：
第二章 化学反应与能量
2.2.2发展中的化学电源
高化学必修二第三章第二节发展中的化学电源
高化学必修二第三章第二节发展中的 化学电源
书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离 子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；
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；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子 所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如 ＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在， 在碱性溶液中以CO32－形式存在）；
负极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e 正极反应式： O2+4e-+2CO2=2CO32-
总反应式：
2CO+O2=2CO2
高化学必修二第三章第二节发展中的 化学电源
3.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为Li + MnO2=LiMnO2,
高化学必修二第三章第二节发展中的 化学电源
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
池各
像
式
机
各
专
样
用
的
电
纽
池
扣
电 高化学必修二第三章第二节发展中的
化学电源
绿色电池种种
迅猛发展的绿色环保电池是指近年来研制、开发和已 投入 使用的高性能、无污染电池。金属氢化物镍电池与镉镍电池有 相同的工作电压(12伏)，但由于采用了稀土合金或TiNi合金储 氢材料作为 负极活性物质，取代了致癌物质镉，使其 成为一 种绿色环保电池。 锂离子蓄电池系由碳作负极，嵌锂的金属 氧化物作 正极和有机电解质构成，其工作电压为36伏，因此 一个 锂离子电池相当三个镉镍或金属氢化物镍电池。可充电 碱锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的，由于应用 了无汞化的锌粉及新型添加剂，不仅保持了原电池 的电流放 电特性，而且能充电使用几十次至几百次。太阳能电池利用 P—N结的光电效应，把太阳光能直接转换成电 能，满足用户 需要。这种发电具有无需燃料、无污染、无 噪声、运行简单 可靠、减少维护、建设周期短等特点，已被空间和无常规能源 的地域广泛采用。
书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离 子反应的所有规则（如“拆”、“平”）；
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；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子 所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如 ＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在， 在碱性溶液中以CO32－形式存在）；
负极反应式：2CO+2CO32-=4CO2+4e 正极反应式： O2+4e-+2CO2=2CO32-
总反应式：
2CO+O2=2CO2
高化学必修二第三章第二节发展中的 化学电源
3.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为Li + MnO2=LiMnO2,
高化学必修二第三章第二节发展中的 化学电源
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
池各
像
式
机
各
专
样
用
的
电
纽
池
扣
电 高化学必修二第三章第二节发展中的
化学电源
绿色电池种种
迅猛发展的绿色环保电池是指近年来研制、开发和已 投入 使用的高性能、无污染电池。金属氢化物镍电池与镉镍电池有 相同的工作电压(12伏)，但由于采用了稀土合金或TiNi合金储 氢材料作为 负极活性物质，取代了致癌物质镉，使其 成为一 种绿色环保电池。 锂离子蓄电池系由碳作负极，嵌锂的金属 氧化物作 正极和有机电解质构成，其工作电压为36伏，因此 一个 锂离子电池相当三个镉镍或金属氢化物镍电池。可充电 碱锰电池是在碱性锌锰原电池基础上发展起 来的，由于应用 了无汞化的锌粉及新型添加剂，不仅保持了原电池 的电流放 电特性，而且能充电使用几十次至几百次。太阳能电池利用 P—N结的光电效应，把太阳光能直接转换成电 能，满足用户 需要。这种发电具有无需燃料、无污染、无 噪声、运行简单 可靠、减少维护、建设周期短等特点，已被空间和无常规能源 的地域广泛采用。
人教版高中化学必修二课件2.2.2发展中的化学电源
PbSO4。
②负极材料本身不反应时,常见书写方法:
H2 O2(H2SO4)燃料电池,负极反应式为:
H2-2e- 2H+
H2 O2(KOH)燃料电池,负极反应式为: H2-2e-+2OH- 2H2O (2)正极反应式的书写。 首先,根据化合价变化或氧化性强弱判断哪种微粒得电子。 其次,确定该微粒得电子后变成哪种形式。 如:H2 O2(H2SO4)原电池,正极反应式为: O2+4e-+4H+ 2H2O H2 O2(KOH)原电池,正极反应式为: O2+4e-+2H2O 4OH2.原电池反应式的书写 两电极反应式,得失电子数相等时,将两电极反应式相加即得原电池反 应式。
高中化学课件
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第 2 课时 发展中的化学电源
1.了解常用的化学电池。 2.理解燃料电池的工作原理。
1.干电池 最早使用的化学电池是锌锰电池,它是一种一次性电池,放完电后不能 再使用。
负极:锌筒 (1)锌锰电池 正极:石墨棒
电解质:NH4Cl
(2)碱性锌锰电池:将锌锰干电池中的电解质 NH4Cl 换成湿的 KOH,并 在构造上作了改进。
4 锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到普遍重视,
目前已成功研制出多种锂电池。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.电池反应时,锂是正极,二氧化锰是负极 D.电池反应时,混合物由黑色变为紫色 解析:根据总反应式判断 Li 被氧化,为负极材料,其失去电子成为 Li+,正极放 电的为 MnO2。反应过程中没有 MnO4- 产生,混合物不会变为紫色。 答案:B
最新人教版高中化学必修2《发展中的化学电源》课件
（1）该电池的负极材料是__Z__n__。电池工作时， 电子流向_正__极__（填“正极”或“负极”）
（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+ 会加速某电极的腐蚀，其主要原因
Zn_与__还__原__出_的__铜__形__成__了_原__电__池__，__加__快_Z_n__的_腐__蚀__。
燃
正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
料
总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
电
2.电解质溶液为酸
池负Βιβλιοθήκη ： 2H2 – 4e- = 4H+
正极： O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O
总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
特点： 它是一种高效、环境友好的发电装置。
它的电极材料一般为惰性电极，如铂电 极，活性炭电极等。
练习3：燃料电池是燃料(如CO，H2，CH4等)跟氧 气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电 解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的
说法正确的是（ D ）
A.负极反应式：O2+2H2O+4e－＝4OH－ B.负极反应式：CH4+8OH－－8e－＝CO2↑+6H2O C.随着放电的进行，溶液的pH值不变
【优点】提高性能，延长寿命
练习1
日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽) 和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入 MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn－2e－ =Zn2＋，2NH＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能 生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论
欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的__B____
（2）若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+ 会加速某电极的腐蚀，其主要原因
Zn_与__还__原__出_的__铜__形__成__了_原__电__池__，__加__快_Z_n__的_腐__蚀__。
燃
正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
料
总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
电
2.电解质溶液为酸
池负Βιβλιοθήκη ： 2H2 – 4e- = 4H+
正极： O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O
总反应式： 2H2 + O2 = 2H2O
特点： 它是一种高效、环境友好的发电装置。
它的电极材料一般为惰性电极，如铂电 极，活性炭电极等。
练习3：燃料电池是燃料(如CO，H2，CH4等)跟氧 气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电 解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的
说法正确的是（ D ）
A.负极反应式：O2+2H2O+4e－＝4OH－ B.负极反应式：CH4+8OH－－8e－＝CO2↑+6H2O C.随着放电的进行，溶液的pH值不变
【优点】提高性能，延长寿命
练习1
日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽) 和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入 MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为：Zn－2e－ =Zn2＋，2NH＋2e－=2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能 生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论
欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的__B____
发展中的化学电源课件学年人教版高中化学必修二
2.2 第2课时 发展中的化学电源 课件-2020-2021学年人教版高中化学 必修二( 共27张 PPT)
2.2 第2课时 发展中的化学电源 课件-2020-2021学年人教版高中化学 必修二( 共27张 PPT)
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂演练
素能应用 典例1下列有关电池的叙述不正确的是( ) A.水果电池是方便实用的家用电池 B.铅蓄电池是一种常用的二次电池 C.氢氧燃料电池是一种高效、无污染的发电装置 D.锌锰干电池工作一段时间后,锌外壳逐渐变薄 解析:水果电池产生的电流非常微弱且不能连续长时间放电,不 能作为家用电池;铅蓄电池是一种常用的二次电池,氢氧燃料电池 产物为水,无污染;锌锰干电池工作时,Zn放电被消耗,故工作一段时 间后锌外壳会逐渐变薄,B、C、D三项正确,A项错误。 答案:A
2.2 第2课时 发展中的化学电源 课件-2020-2021学年人教版高中化学 必修二( 共27张 PPT)
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探究一
探究二
随堂演练
课堂篇探究学习
2.化学电源满足的一般规律 (1)化学电源就是把化学能转变成电能的装置,但实际工作时,化 学能不可能完全转变成电能,有一部分化学能会转化成热能等其他 形式的能量。 (2)电源的负极反应是还原剂失去电子发生氧化反应,负极是电子 流出,电流流入的一极;电源的正极反应是氧化剂得到电子发生还 原反应,正极是电子流入,电流流出的一极。 (3)电子只通过导线,不通过溶液,溶液中是阴、阳离子定向移动 形成电流。
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
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电池的装置图？
（2）PbSO4 是难溶物，请写出电极反应式
反思：你能归纳电极反应式的书写方法吗？
【小试牛刀】
3.镍镉电池是一种可充电电池，其总反应式为：
Cd+2NiO(OH)+2H2O
放电 充电
Cd(OH)2 +2Ni(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸。
(1)以下说法正确的是__________________。
【直击高考】
7.(2015·全国卷Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学 能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有 关微生物电池的说法错误的是( )
A．正极反应中有CO2生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子（H+）通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O
人教版高一化学必修二第二章第二节第二课时
发展中的化学电源
学习目标
1、通过原电池模型，理解一次电池、二次电池、燃 料电池的工作原理 2、通过对化学电源装置的改进与创新，认识化学对 社会的发展促进作用 重点、难点：理解一次电池、二次电池、燃料电池 的工作原理
【温故知新】
1已知右图电池总反应方程式：
Zn
自然科学奖”二等奖。
【直击高考】
6. (2016·全国卷Ⅱ)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液 的水激活电池。下列叙述错误的是( )
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋ B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移 D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
【课堂小结】
发展中的化学电源
一次电池：酸性锌锰电池
人 类
（Z-）n+2（M+n）O2（粉状）+2NH4Cl=ZnCl2+2MnO(OH) +2NH3
需 求
二次电池：铅蓄电池 PbO2＋ Pb＋2H2SO4 （+） （-）
放电 充电
2PbSO4+2H2O
燃料电池：氢氧燃料电池
（2H-）2 +（O+2）=2H2O
Cu
Zn+2H+=Zn2++H2↑
用双线桥画出总式子的电子转移方向和 数目，写出正负极电极反应式 负极：
正极： 3.原电池的本质？ 将一个自发氧化还原反应分开在两极进行
【原电池工作原理】
A
Zn（-）
eZn2e+- H+
H+
H2SO4
负极：电子流出
（+）Cu 正极：电子流入
电极反应式：
负极：Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
H2、CH4、H2O 、O2、H2SO4溶液、石墨、Mg、铜
写出该电池的总反应式。
(2) 实际与理想的距离有多大，上网查阅 燃料电池的应用现状，感受科技前沿。
中国电池网：/ 全球电池网：/
【学以致用】
5.氢氧燃料电池已用于航天飞机，以30%KOH溶液 为电解质溶液．电极反应如下： 2H2+4OH--4e-=4H2O，O2+2H2O+4e-=4OH-． 据此作出判断，下列说法中错误的是（ ） A．H2在负极发生氧化反应 B．供电时总反应为：2H2+O2═2H2O C．燃料电池的能量转化率为100% D．产物为无污染的水，属环境友好电池
【课后作业】
通过本节课的学习，尝试写出氢氧燃料电池以 0.1mol/L硫酸为电解质溶液时，正负极的电极 反应式
谢 谢！
16
a.提供以下电极材料（石墨、铜、银），你能 画出装置图吗？
金属帽
b.尝试写出负极反应式。
反思：书写电极反应时，你认为有哪些基本过程？
（二）二次电池--铅蓄电池
2.（1）已知PbO2＋ Pb＋2H2SO4
放电 充电
2PБайду номын сангаасSO4+2H2O
请根据上述反应，设计成一个原电池，判断其正负
极反应微粒、正负极材料、电解质材料，并画出该
化学可满足人类的需求！
【共同讨论】畅想未来
说说你理想中的手机电池？应该有哪些优点？
石墨烯离我们远吗？
2003年入中南大学，
2013年于中国科学院金
属研究所获得博士学位，
获得“中国科学院院长
特别奖”及 “中国科学
院优秀博士论文奖”。
同年前往德国马普研究
所从事博士后研究工作。
2017年12月获得“国家
正极：2H++2e-=H2 ↑还原反应
总反应方程式： Zn+2H+=Zn2++H2↑
【原电池工作原理】
电解质溶液中离子如何运动的呢？
A
Zn（-）
（+）
Cu
e- Zn2+ Zn2+ 静电作用
e- Zn2+ Zn2+
Zn2+ Zn2+
H+ SO42-
H SO Zn2+ Zn2+
24
（一）一次电池：酸性锌锰电池
1.根据原电池构成条件，下列反应能否设 计成电池？考虑成本、运输、电池气密性 （防止漏液问题） （1）锌和盐酸：Zn+2HCl =ZnCl2+H2↑ （2）锌和硫酸铜溶液：Zn+CuSO4 = ZnSO4+ Cu （3）研究发现固体环境中：
Zn+2MnO2（粉状）+2NH4Cl=ZnCl2+2MnO(OH) +2NH3
A.以上反应是可逆反应
B.以上反应不是可逆反应
C.充电时化学能转变为电能 D.放电时化学能转变为电能
E.放电时负极材料是Ni(OH)2 F.放电时负极材料是Cd （2）你能写出放电时该电池负极的电极反应式吗？
（三）燃料电池
4.(1)利用连续提供氧化剂和还原剂的方法， 选择下列物质设计能连续供电的原电池：