专题6 第3单元 第2课时 化学电源（课件PPT）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册（苏教版）河北专版

该高中化学课件聚焦“化学能与电能的转化”，系统梳理化学电源分类（一次、二次、燃料电池）及电解池工作原理，通过“新知学习探究”衔接原电池原理，以表格对比、思考探究为支架，构建从原理到应用的知识脉络。 其亮点在于融合科学思维（分类对比不同电池组成与反应）和科学探究（电极反应式书写训练），如氢氧燃料电池在酸碱介质中的反应分析，强化化学观念。学生通过应用体验提升解题能力，教师可借助随堂演练高效落实教学目标。

第三单元　化学能与电能的转化 第2课时　化学电源 专题6　化学反应与能量变化 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 新知学习探究 01 随堂巩固演练 02 知能达标训练 03 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 新 知 学 习 探 究 栏目导航 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 原电池 燃料燃烧 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 不能 继续使用 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 2H2＋O2===2H2O 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 氧化还原 电 化学 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 有红色固体析出 黄绿色 变蓝 Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 氧化 还原 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 直流电源 阳极 阴极 电解质溶液 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 栏目导航 专题6　化学反应与能量变化 1 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NiO(OH)＋MHNiO＋M＋H2O(MH表示贮氢合金M中吸收结合的氢) 电压1.2 V，寿命长，性能好 1．写出铅蓄电池放电时的正、负极电极反应式。 提示　负极电极反应式：Pb－2e－＋SO===PbSO4，正极电极反应式：PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O。 2．二次电池放电与充电时的反应是否互为可逆反应？ 提示　二次电池放电与充电时的反应不是在同一条件下同时进行的，不互为可逆反应。 可充电电池的反应规律 可充电电池有充电和放电两个过程，放电发生的是原电池反应，充电发生的是电解池反应。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。 放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上互逆。将负(正)极反应式变方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。放电总反应和充电总反应在形式上互逆(但不是可逆反应)。 1．常见的锌锰干电池的构造如图所示。下列关于锌锰干电池的说法不正确的是(　　) A．氯化铵糊起到电解质溶液的作用 B．电池工作时，电流由锌筒经过外 电路流向石墨棒 C．这种电池放电后不能充电，属于一次电池 D．电池工作时，二氧化锰被还原 解析　氯化铵糊中有自由移动的NH、Cl－，因此起到电解质溶液的作用，A正确；电池工作时，电子由负极锌筒经过外电路流向正极石墨棒，电流由正极石墨棒经外电路流向负极锌筒，B错误；这种电池放电后不能充电，属于一次电池，C正确；电池工作时，二氧化锰得到电子被还原，D正确。 答案　B 2．常用的纽扣电池为银锌电池，它分别以锌和氧化银为电极。放电时，锌极上的电极反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，氧化银电极上的反应是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列判断中正确的是(　　) A．锌是负极，发生氧化反应，氧化银是正极，发生还原反应 B．锌是正极，发生氧化反应，氧化银是负极，发生还原反应 C．锌是负极，发生还原反应，氧化银是正极，发生氧化反应 D．锌是正极，发生还原反应，氧化银是负极，发生氧化反应 解析　放电时，锌极上的电极反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，则锌失电子，发生氧化反应，所以锌为负极；氧化银电极上的反应是Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，则氧化银得电子，发生还原反应，所以氧化银是正极。 答案　A 知识点二　燃料电池 电池名称 电池组成 电池反应 特点与应用 氢氧燃 料电池 铂碳/氢气、铂碳/氧气、氢氧化钾溶液 ____________________ 用于航天飞机、牵引车等 甲醇-空气 燃料电池 钯碳/甲醇、铂­烧结镍/空气、氢氧化钾溶液 ____________________ ____________________ 能量转化率高 2CH3OH＋3O2＋4OH－ ===2CO＋6H2O 分别写出酸性氢氧燃料电池和碱性氢氧燃料电池的电极反应。 提示　酸性氢氧燃料电池：负极反应2H2－4e－===4H＋，正极反应O2＋4e－＋4H＋===2H2O；碱性氢氧燃料电池:负极反应2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－。 燃料电池的特点 (1)能量转化效率高。 (2)电极反应物没有贮存在电池内部。 (3)正、负极判断：通氧化剂如O2的一极为正极，通燃料反应物如甲烷的一极为负极。 (4)书写电极反应式时，要关注工作介质是酸性还是碱性环境。 1．某氨气燃料电池的工作原理如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．正极的电极反应式为 O2＋4e－＋4H＋===2H2O B．电子流向：电极1→负载→电极2 C．Na＋由左向右移动 D．NH3在电极1上发生氧化反应 解析　该电池中氨气发生氧化反应生成氮气，所以通入氨气的电极1为负极，通入氧气的电极2为正极。通入氧气的一极为正极，电解质溶液为碱性，所以正极电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故A错误；原电池中电子由负极经导线流向正极，所以电子的流向为电极1→负载→电极2，故B正确；原电池中阳离子流向正极，所以Na＋由左向右移动，故C正确；据图可知，NH3在电极1上发生氧化反应生成N2和H2O，故D正确。 2．CO与H2反应可制备CH3OH，CH3OH可作为燃料使用，用CH3OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下： 电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，则电极d的电极反应式为____________________________________。 若线路中转移3 mol电子，则消耗的CH3OH的质量为_________ g。 解析　电池总反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O，由电子转移方向可知，电极c为负极，电极d为正极。氢离子移向电极d，则电极d的电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。若线路中转移3 mol 电子，根据负极反应式CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋，则消耗的CH3OH的物质的量为0.5 mol，其质量为0.5 mol×32 g·mol-1＝16 g。 答案　O2＋4H＋＋4e－===2H2O　16 [方法技巧]　特定燃料电池电极反应式的书写与判断 第一步：写出燃料电池的总反应。 若产物不和电解质溶液反应，则燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致；若产物能和电解质溶液反应，则总反应为加和后的反应。 如甲烷燃料电池(电解质溶液：NaOH溶液)的反应式为 ①CH4＋2O2===CO2＋2H2O ②CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ①式＋②式得燃料电池的总反应为CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。 第二步：写出燃料电池的正极反应式。 一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，电解质溶液不同，其电极反应有所不同，一般有以下四种情况： (1)酸性电解质溶液环境下，电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)碱性电解质溶液环境下，电极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 (3)固体电解质(高温下能传导O2-)环境下，电极反应式：O2＋4e－===2O2-。 (4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下，电极反应式： O2＋2CO2＋4e－===2CO。 第三步：写出燃料电池的负极反应式。 总反应－正极反应式＝负极反应式。在将两个反应式相减时，要消去正极的反应物O2。 注：在燃料电池中，通入燃料的电极均为负极，通入空气或氧气的电极均为正极。 知识点三　电解池及其工作原理 1．电解反应实例 (1)电解H2O ________________________。 (2)电解NaCl溶液 ________________________________________。 2H2O2H2↑＋O2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．电解池 (1)电解 使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起____________反应的过程。 (2)电解池 将______能转化为________能的装置。 (3)电解原理 ①实验探究 以石墨作电极电解CuCl2溶液 实验装置 实验现象 阴极：__________________ 阳极：产生__________气体，湿润的淀粉碘化钾试纸________ 反应方程式 阴极：__________________ 阳极：__________________ 总反应：_______________________ CuCl2eq \o(=====,\s\up17(通电))Cu＋Cl2↑ ②电解原理图示 (4)电解池构成条件 1．电解食盐水得到的产物是什么？反应中能量是如何转化的？ 提示　电解食盐水制得NaOH、Cl2和H2。反应中能量的转化形式是电能转化为化学能。 2．用石墨作电极电解CuCl2溶液，通电后溶液中的离子如何移动？其中阳极和阴极发生反应的类型是什么？ 提示　通电后，阴离子(如Cl－)向阳极移动，阳离子(如Cu2+)向阴极移动。电解时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。 3．以石墨为电极电解CuCl2溶液时，为什么会生成Cu和Cl2? 提示　溶液中存在Cu2+、H＋、Cl－和OH－四种离子，离子在电极上能否发生氧化还原反应，主要取决于离子得失电子的能力。因得电子能力Cu2+＞H＋，失电子能力Cl－＞OH－，故在阴极上有Cu生成，在阳极上有Cl2生成。 1．电解产物的判断——“先看电极，再看顺序” (1)阳极若为活性电极(除Au、Pt外的其他金属)，则优先于溶液中的任何阴离子失电子；阳极若为惰性电极，则失电子能力强的阴离子首先失电子。常见阴离子的放电顺序为S2-＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。 (2)不管阴极的电极材料如何，都只起传导电子的作用，所以在阴极上，一定是阳离子得电子。阳离子得电子顺序可依据金属活动性顺序确定，一般放电顺序：Ag＋＞Fe3+＞Cu2+＞H＋。 2．原电池与电解池电极的判断 1．用短线将下列电极与电极反应(或离子移动方向)连接起来。 　　 解析　原电池的负极与电解池的阳极均发生氧化反应；原电池的正极与电解池的阴极均发生还原反应；在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；在电解池中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 2．如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是(　　) A．a为负极、b为正极 B．a为阳极、b为阴极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，氯离子浓度不变 解析　由电流方向可知，b为负极、a为正极，故A错误；c为阳极，d为阴极，故B错误；d为阴极，铜离子在阴极得到电子生成Cu，则d电极质量增加，故C正确；氯离子在阳极失去电子，则氯离子浓度减小，故D错误。 答案　C 1．化学电源在日常生活和高科技领域中有广泛应用。下列说法正确的是(　　) A．图甲：锌铜原电池工作时，电子由锌经电解质溶液流向铜 B．图乙：纽扣式银锌电池中，正极的电极反应式为 Ag2O＋2e－＋2H＋===2Ag＋H2O C．图丙：锂电池放电时，电解质中Li＋向多孔碳电极迁移 D．图丁：铅蓄电池为二次电池，其负极的电极反应式为 Pb－2e－===Pb2+ 解析　图甲为锌铜原电池，锌为负极，铜为正极，电子由锌通过导线流向铜，A错误；图乙为纽扣式银锌电池，氧化银为正极，得电子，发生还原反应，电解质溶液为氢氧化钾溶液，所以正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，B错误；图丙为锂电池，锂电池放电时，阳离子移向正极，题给装置中多孔碳电极是正极，锂电极是负极，故Li＋向多孔碳电极迁移，C正确；图丁所示的铅蓄电池为二次电池，总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，放电时铅为负极，发生氧化反应，其负极的电极反应式为Pb－2e－＋SO===PbSO4，D错误。 答案　C 2．已知空气­锌电池的电极反应如下：锌电极Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，石墨电极O2＋H2O＋2e－===2OH－，下列说法正确的是(　　) A．ZnO为正极产物 B．工作时，负极材料的质量会减少 C．工作时，电流由锌电极流向石墨电极 D．工作时，负极周围溶液的碱性降低 解析　锌电极上发生失电子的氧化反应，锌电极为负极，石墨电极为正极，ZnO是负极的氧化产物，故A错误；工作时，负极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，负极材料由Zn变成ZnO，质量会增加，故B错误；工作时，电流由正极石墨电极流向负极锌电极，故C错误；工作时，锌电极电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，消耗OH－，负极周围溶液的碱性降低，故D正确。 答案　D 3．银锌电池是一种常见的化学电源，电池总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，其构造示意图如下。下列说法不正确的是(　　) A．Zn电极的电极反应式：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．Ag2O电极发生还原反应 C．电池工作时，电子由锌电极流出经过外电路流向Ag2O电极 D．放电前后电解质溶液的pH保持不变 解析　由电池总反应可知，Zn的化合价升高，由0价变为＋2价，故Zn失电子，作负极，又因电解质溶液为KOH溶液，故Zn电极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，A正确；Ag的化合价降低，由＋1价变为0价，故Ag2O得电子，作正极，发生还原反应，B正确；在原电池中，电子由负极流出经过外电路流向正极，银锌电池中，Zn电极为负极，Ag2O电极为正极，电池工作时，电子由锌电极流出经过外电路流向Ag2O电极，C正确；放电前电解质溶液为KOH溶液，呈碱性，由总反应Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag可知，反应消耗了溶液中的H2O，OH－浓度增大，溶液的pH增大，D错误。 4．(2024·石家庄模拟)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂­海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是(　　) A．海水起电解质溶液作用 B．N极仅发生的电极反应： 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D．该锂­海水电池属于一次电池 解析　锂­海水电池的总反应为4Li＋2H2O＋O2===4LiOH, M极上Li失去电子发生氧化反应,则M电极为负极,电极反应为Li－e－===Li＋，N极为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，A正确；由上述分析可知，N为正极，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B错误；Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，C正确；该电池不可充电，属于一次电池，D正确。 答案　B 5．根据要求，回答下列问题。 Ⅰ.氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应均为2H2＋O2===2H2O。 (1)工作时，电解质溶液中的阴离子移向____________极(填“正”或“负”)。 (2)酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸，其正极的电极反应为____________________。 (3)碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液，其负极的电极反应为____________________。 Ⅱ.通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示，O2-可在固体电解质中自由移动。 (1)NO电极上发生的是____________反应(填“氧化”或“还原”)。 (2)外电路中，电子是从____________电极流出(填“NiO”或“Pt”)。 (3)Pt电极的电极反应为____________________。 解析　Ⅰ.氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，通入氧气的一极为正极。(1)工作时，电解质溶液中的阴离子向负极移动。(2)酸式氢氧燃料电池中，正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。(3)碱式氢氧燃料电池中,负极的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O或2H2＋4OH－－4e－===4H2O。 Ⅱ.NO在NiO电极上转化为NO2，N元素化合价升高，失电子，发生氧化反应，NiO电极为负极，电极反应为NO＋O2-－2e－===NO2，O2在Pt电极上得电子，发生还原反应转化为O2-，Pt电极为正极，电极反应为O2＋4e－===2O2-。(1)NiO电极上NO发生失电子的氧化反应。(2)NiO电极为负极，Pt电极为正极，外电路中，电子从NiO电极流向Pt电极。(3)Pt电极的电极反应为O2＋4e－===2O2-。 答案　Ⅰ.(1)负　(2)O2＋4H＋＋4e－===2H2O (3)H2＋2OH－－2e－===2H2O或2H2＋4OH－－4e－===4H2O Ⅱ.(1)氧化　(2)NiO　(3)O2＋4e－===2O2- $