6.3.2 化学电源 课件【新教材】2020-2021学年苏教版（2019）高一化学必修二

第二课时 化学电源 专题六 化学反应与能量变化 第三单元 化学能与电能的转化 人们根据原电池反应的原理，设计了很多种类的电池来实现化学能转化为电能。 化学电源的能量转化率比燃料燃烧高的多。 一、最初的电池 伏打电池 铜片 锌片 浸有稀硫酸 的纸板 最初的电池容易漏液，体积大，使用不方便。 可以减小体积，并将电解质溶液换成固体 或糊状，方便携带。 伏打电池的缺点是什么？如何改进？ 负极：Zn－2e－ + 2NH4+ = [Zn(NH3)2]2+ + 2H＋ 正极：2MnO2 + 2H+ + 2e － =2MnO(OH) 1、结构：锌筒为 极，石墨棒为 极，在石墨棒周围填充糊状的MnO2和NH4Cl作 。 负 正 电解质 2、原理 锌锰干电池 二、干电池 总反应为： Zn+2MnO2+2NH4Cl==Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH) 氯化铵溶液显酸性，会跟锌皮发生反应，使用一段时间后电池会鼓胀，漏液。后来把氯化铵换成了碱性的物质，但是电池电量总有消耗殆尽的时候。 把电池制成可充电循环使用的电池。 氯化铵溶液显酸性，干电池有什么不足？如何改进？ 二次电池 1、结构：银锌电池是一种纽扣式大容量电池，Zn作 极，Ag2O作 极，电解质溶液为KOH溶液。 （1）银锌纽扣电池 2、原理： 总反应为：Zn +Ag2O + H2O == 2Ag + Zn(OH)2 负 正 三、二次电池 银锌扣电池 负极：Zn－2e－+ 2OH－==Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O +2e－==2Ag + 2OH－ 1、结构：负极材料是 ，正极材料是 ，电解质溶液是 。 （2）铅蓄电池 Pb PbO2 硫酸溶液 负极: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4 正极: PbO2+4H++SO42- + 2e- = PbSO4 +2H2O 2、原理： 放电： 总反应： 充电： PbSO4 =Pb+ SO42- PbSO4 +2H2O = PbO2 + 4H++ SO42- 阴极: 与外接电源负极相连 阳极: 与外接电源正极相连 +2e- -2e- 铅蓄电池较笨重，不便于携带， 提供电量有限，需要不断充电。 而且铅是重金属，对环境造成污染。 最轻的金属是锂，所以现在锂 电池很普遍。燃料电池在工作时将 氧化剂和还原剂不断从外界输入， 同时将反应产物不断排出电池，达到 了连续工作的效果。 铅蓄电池有什么不足？如何改进？ 锂电池 （1）氢氧燃料电池 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应：2H2＋O2===2H2O 1、原理：燃料(H2)与氧化剂(O2)分别在两个电极上发生氧化反应和还原反应。 思考：若将电解质溶液换为稀硫酸，则电极反应式如何书写？ 四、燃料电池 （1）氢氧燃料电池 以KOH(aq)为电解质溶液 以稀硫酸为电解质溶液 总反应 2H2＋O2===2H2O 正极 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ 负极 2H2＋4OH－－4e－=4H2O 2H2＋O2===2H2O 2H2－4e－===4H+ O2＋4H+＋4e－===2H2O （2）甲醇燃料电池 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH_===2CO32-＋6H2O CO2＋2OH_=CO32-＋H2O 酸性： 碱性： 思考：两种情况电极反应式如何书写？ 碱性条件 化学方程式：2CH3OH + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O 正极：O2 + 4e-+ 2H20 = 4OH- 负极：CH3OH - 6e- + 8OH- =CO32- + 6H2O 酸性条件 化学方程式：2CH3OH +3O2=2CO2+4H2O 正极：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 负极：CH3OH - 6e- + H2O = 6H+ + CO2 （1）镍氢电池 NiO(OH)+MH NiO+M+H2O ---- 二次电池 五、随着科技的发展，越来越多的新型电池面世。 14 课堂训练 1．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4溶液，电池放电时的反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列对电池放电时的分析正确的是(　　) A．Pb为正极被氧化 B．电子从PbO2流向外电路 C．SO42-向PbO2处移动 D．电解质溶液pH不断增大 D 2．(双选)如图是甲醇(CH3OH)燃料电池的