6.1 第3课时 化学电池课件 2023-2024学年高一化学人教版（2019）必修第二册

第6章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第3课时 化学电池 1 导入一 从伏打发明了人类历史上第一个具有实用价值的电池,人类从此就进入了使用能源的新纪元。文明社会发展至今,电池已经成为我们的生活中不可或缺的必需品,大家举例说说生活中有哪些类型的电池。 电池多种多样,本节课我们来学习几种常见的化学电池。 导入二 [播放视频]“电池的发展史”。 导入二 [播放视频]“石墨烯电池”。 导入二 化学能转化为电能的原理的发现和各式各样电池装置的发明,是贮能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献,极大地推进了现代化的进程,改变了人们的生活方式, 提高了人们的生活质量。化学电池是新能源和可再生能源的重要组成部分,本节课我们来学习几种常见的化学电池。 一、一次电池和二次电池 一次电池: 放电之后不能充电(内部的氧化还原反应无法逆向进行)的电池,属于一次电池,如干电池。 一、一次电池和二次电池 锌锰干电池: 负极:锌筒,电极反应式为Zn−2e− Zn2+ 。 正极:石墨棒,被还原的物质是 MnO2。 电解质溶液:NH4Cl糊。 一、一次电池和二次电池 【拓展延伸】 锌锰干电池在使用过程中,锌会逐渐溶解,锌外壳变薄,最后内部的糊状电解质会泄露出来,使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能,人们将电池内的电解质NH4Cl 糊换成湿的 KOH,制成了碱性锌锰电池,广泛用于拉式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。碱性锌锰干电池的电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O Zn(OH)2+2MnO(OH)。 一、一次电池和二次电池 二次电池: 二次电池(充电电池)放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态,从而实现放电(化学能转化为电能)与充电(电能转化为化学能)的循环。 常见的充电电池:铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。 一、一次电池和二次电池 铅酸蓄电池常用作汽车电瓶,其构造如图所示: 负极:Pb+SO42− −2e− PbSO4 正极:PbO2+4H+ +SO42− +2e− PbSO4+2H2O 电池总反应:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 10 一、一次电池和二次电池 小试牛刀 1.某普通锌锰干电池的结构如图所示,下列说法正确的是( ) A.锌筒是原电池的正极 B.石墨电极上发生氧化反应 C.NH4+ 移向石墨电极 D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒 C 一、一次电池和二次电池 A 2.氟离子电池是一种前景广阔的新型电池,其能量密度是目前锂电池 的十倍以上。其中 一种氟离子电池的工作原理为3Mg+2BiF3 3MgF2+2Bi(MgF2为难溶盐),电解质为熔融氟化物。下列说法正确的 是( ) A.放电时,负极的电极反应式为 Mg−2e− +2F− MgF2 B.放电时,电子从镁电极流出,经电解质流向正极 C.放电时,化学能完全转化为电能 D.放电时,F- 向正极移动 二、燃料电池 燃料电池的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性炭电极等,电极本身只是一个催化转化原件。 燃料电池中的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,生成物不断地被排出。 二、燃料电池 1.燃料电池的概念:一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。 2.燃料电池的特点: (1)清洁、安全、高效。 (2)能量转化率可以达到80%以上。 (3)反应物不是储存在电池内部,而是从外部提供,供电量易于调节。 3.燃料电池的应用:在航天、军事、交通等领域有广阔的应用前景。 二、燃料电池 [问题思考] 1.氢氧燃料电池的总反应方程式如何书写? 2.如何判断氢氧燃料电池的正、负极? 1.燃料电池相当于燃料的燃烧,氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2 2H2O。 2.从总反应的方程式可知, H2 失电子,在负极上发生氧化反应, O2得电子,在正极上发生还原反应,则通 H2 的一极作负极,通 O2 的一极作正极。 二、燃料电池 氢氧燃料电池正、负极反应: 电解质溶液 负极 正极 酸性(H+ ) 碱性(OH− ) 2H2−4e− 4H+ O2+4H+ +4e− 2H2O 2H2−4e− +4OH− 4H2O O2+2H2O+4e− 4OH− 在书写电极反应式时必须注意溶液的酸碱性,在酸性条件下不能出现 OH− ,碱性条件下 不能出现 H+ 。 二、燃料电池 小试牛刀