6.1.3 化学电池 课件 -2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 课时3 化学电池 问1：铜-锌-稀硫酸原电池中，铜换成石墨棒能不能产生电流？ 问2：如何制作一个苹果电池给手机充电？ ※常见化学电源 化学电源 一次电池 二次电池 燃料电池 如氢氧燃料电池等 铅蓄电池 锂离子电池 银锌蓄电池 碱性锌锰电池 普通锌锰干电池 ★ 化学电源的分类 （干电池最常见） （可充电电池、蓄电池） 1. 一次性电池 电极: Zn为负极,碳棒为正极 电解液：NH4Cl、MnO2和淀粉糊 电极方程式： 负极(Zn): Zn－2e-＝Zn2＋ 正极(C)：2MnO2 + 2NH4+ + 2e-= Mn2O3+2NH3+H2O (1) 锌锰干电池 总式：Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 +Mn2O3 + H2O 体积小、性能好的碱性锌－锰干电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。 (2) 碱性锌锰干电池 （1）常见类型：铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等； （2）特点： 放电：化学能转化为电能； 充电：电能转化为化学能。 放电时发生的氧化还原反应， 在充电时逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 2. 二次电池 — + 例：铅蓄电池 ：Pb—PbO2—H2SO4(aq) 2、电极反应： PbO2＋4H+ ＋SO42- +2e- = PbSO4 +2H2O —（Pb）： Pb＋SO42- －2e－= PbSO4 +（PbO2）： 1、电池总反应： Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 放电 充电 注： PbSO4是沉淀。 【练习1】化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法错误的是（ ） A．图甲：通入O2的一极为正极 B．图乙：锌锰干电池属于一次电池 C．图乙：在使用锌锰干电池的过程中，MnO2被还原 D．图丙：正极的电极反应式为 PbO2-2e- +SO42-+4H+==PbSO4+2H2O 【答案】D 【练习2】有关如图所示四个常用电化学装置的叙述中，正确的是（ ） A．图Ⅰ所示电池属一次电池，MnO2是作催化剂 B．图Ⅱ所示电池放电过程中，负极被氧化，质量不断增加 C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电子由铜极经导线流向铁极 D．图Ⅳ所示电池属一次电池，正极的电极反应式为 Ag2O+2e-+2H+==2Ag+H2O B 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。 特点： 清洁、安全、高效； 能量转化率可以达到80%以上； 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 氢氧燃料电池 1.电池材料 正极室：通氧气 负极室：通氢气 电解质：H2SO4溶液或KOH溶液 （氧化剂） （燃料） （使用铂电极） 介质 电池反应：2H2 +O2 == 2H2O 酸性 负极 正极 碱性 负极 正极 2H2 - 4e- == 4H+ O2 + 4H+ + 4e-== 2H2O 2H2 +4OH-- 4e- == 4H2O O2 + 2H2O + 4e-== 4OH- 2.工作原理 介质 电池反应：CH4 +2O2 = CO2+2H2O 酸性 负极 正极 碱性 负极 正极 CH4 - 8e-+2H2O = CO2+ 8H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O CH4 - 8e-+10OH- = CO32-+ 7H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 3.甲烷燃料电池 CO32- 【练习3】下列有关电池的说法正确的是( ) A．手机上用的锂离子电池属于一次电池 B．铅蓄电池是可充电电池，电池的负极材料为PbO2 C．燃料电池是一种高效且对环境友好的新型电池 D．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极 【答案】C 【练习4】我国首创的海洋电池以铝板、铂网做电极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为 ，下列判断错误的是( ) A．该电池中电子由负极流出经导线到正极，再由正极经电解质溶液回到负极 B．铂电极做成网状，可加快反应速率 C．海洋电池中铝板充当负极，发生氧化反应 D．正极反应式为 【答案】A 【练习5】一种新型燃料电池，它以多孔镍板为电极，两电极插入KOH溶液中，向两极分别通入乙烷和氧气，有关此电池的推断正确的是（ ） A．电池工作过程中，溶液的pH逐渐减小 B．正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为2：7 C．通入乙烷的电极为正极 D．电解质溶液中的阴离子向正极移动 【答案】A Lavf58.51.100 $$