【教学课件】《化学能与电能(第二课时)》(人教)探究式教学

常见电池和新型电池示例
我 国 自 主 研 发 的 燃 料 电 池 车
燃料电池
神舟六号燃料电池发电系统
1、锌-锰干电（酸性电解质溶液）
电极反应式
Zn – 2e = Zn2+ 负极（锌筒）：
-
正极（碳棒）：2NH4+ + 2e- = 2NH3 + H2
电池反应方程式
2NH4++ Zn=2NH3+H2+Zn2+
铝-空气燃料电池： 电极反应： （-）Al : 4Al – 12e- = 4Al3+
(+) 空气（C): 3O2 + 6H2O +12e- = 12OH用作海洋航标灯，用海水作为电解质溶液。
4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al（OH）3
【练习】
5.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应式 为：2H2 + O2 =2H2O，是解液是KOH溶液，反应保持在较高温 度下使水蒸发，下列叙述正确的是（ ） D A．工作时，电解质溶液的pH不断增大 B．工作时，能见到浅蓝色火焰 C．工作时，H2为正极，O2为负极 D．电极反应式为： 负极：2H2 + 4OH- － 4e- ====4H2O 正极：O2 +2H2O + 4e- ==== 4OH-
电极反应书写规律： ①找出正负极反应物和产物，写出加减电子个数。 ②根据介质配平电荷，并写出电极反应式。要求：酸 性不出现OH-,碱性不出现H+；中性反应物中不出现 OH-、H+，但可以生成。 ③写出总方程式（电子守恒）
氢氧燃料电池：
碱性(KOH)电解质溶液： 负极：2H2 -4e- + 4OH- = 4H2O 正极：O2 +4e- + 2H2O = 4OH酸性电解质： 负极：2H2 -4e- = 4H+ 正极：O2 +4e- + 4H+ = 2H2O
4. 写出甲烷燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液） 的电极反应式及总方程式：
正极： 2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH负极： CH4 + 10OH- -8e === CO32- + 7H2O
总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O
反应后溶液的pH如何变化？
第二章 · 化学反应与能量
第二节 化学能与电能 2
【学习目标】
1. 2. 3. 4. 了解生活中常用的化学电池和新型化学电池； 学会书写电极反应方程式； 能设计简单的原电池以此掌握原电池的构成条件； 能分析电池反应中的正负极，电子和电流的流向以及溶液中的 离子流向； 5. 引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这 种转化的综合利用价值； 6. 感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问 题，初步形成较为客观、正确的能源观。
不断增大
5、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.
新型燃料电池
因此，燃料电池 是名符其实的把能源 中燃料燃烧反应的化 学能直接转化为电能 的“能量转换器”。 燃料电池的能量转化率很高，可达70％以。氢氧燃料电池除 了具有能量转化率高、可持续使用的优点外，而且由于其燃 烧产物为水，因此不污染环境。 电极：辅助电极（起导电作用、内疏松多孔可吸附气体）
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。
【组成】
Li(负极) MnO2（正极） 锂盐作电解质（非水溶液介质） 电极反应：（-）：Li – e- = Li+
（+） MnO2 + e- = MnO2-
特点: 高能电池、质轻、电压高 、工作效率高和储存 寿命长。 用途：电脑、照相机、手表、心脏起搏器、火箭等。
【练习】 3．银锌电池是一种纽扣式大容量电池，电极分别是Ag2O和
Zn 电解质溶液为 KOH溶液，电极反应式为：
Zn － 2e－ + 2OH－ ====Zn(OH)2 Ag2O + H2O +2e- ====2Ag + 2OH总反应为：Zn + Ag2O + H2O ====2Ag + Zn(OH)2 下列说法正确的是（ CD ） A．电流由Zn 经外电路流向Ag2O B．Zn是负极，该电极发生的电极反应是还原反应 C．Ag2O是正极，该电极发生的电极反应是还原反应 D. 工作时，负极区溶液的 pH不断减小，正极区溶液的pH
2、铅蓄百度文库池
铅蓄电池的总反应式为：
放电
Pb + PbO2 + 2H2SO4
充电
2PbSO4 + 2H2O
铅为负极,负极的电极反应式为 : Pb － 2e－ + SO42－ ==== PbSO4 PbO2 为正极,正极的电极反应式为： PbO2+ 4H+ +SO42－ + 2e－=== PbSO4 + 2H2O
氢氧燃料电池：
中性电解质溶液： 负极：2H2 -4e- = 4H+ 正极：O2 +4e- + 2H2O = 4OH-
【小结】
原电池电极反应式的书写注意事项： （1）原氧负。 （2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添 加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。 特殊情况：非水溶液 （3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。
【练习】 2.铅蓄电池的总反应式为：
放电
Pb + PbO2 + 2H2SO4
充电
PbSO4 + 2H2O
对于铅蓄电池放电时的说法错误的是（ D ） A． 铅为负极，PbO2 为正极 B． 负极的电极反应式为 Pb － 2e－ + SO42－ ==== PbSO4 C． 正极的电极反应式为： PbO2+ 4H+ +SO42－ + 2e－=== PbSO4 + 2H2O D．电解液的密度不变
练习
1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广
泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总 反应式为： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是（ C ）
A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为： 2MnO2(s)+H2O(1)+2e = Mn2O3(s)+2OH- (aq) 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O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
4、银—锌电池—钮扣电池
银锌电池是一种纽扣式大容量电池 ，电极分别是 Ag2O和 Zn 电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为：
Zn － 2e－ + 2OH－ ====Zn(OH)2 Ag2O + H2O +2e- ====2Ag + 2OH总反应为 Zn + Ag2O + H2O ====2Ag + Zn(OH)2