第六章 第一节 第3课时 化学电池-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件PPT（人教版，单选）

该高中化学课件聚焦化学电池，系统涵盖一次电池（锌锰干电池、碱性锌锰电池）、二次电池（铅酸蓄电池等）及燃料电池（氢氧燃料电池）核心知识，通过“交流研讨”活动（如锌锰干电池泄露问题）衔接原电池原理，以构造示意图、电极反应式表格为学习支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过铅酸蓄电池电极反应推导、不同介质燃料电池对比等实例，培养学生证据推理与模型建构能力。采用“归纳总结+学以应用”模块，学生可深化理解，教师能依托系统资源提升教学效率，助力核心素养落地。

第3课时　化学电池 　 第六章　第一节　化学反应与能量变化 1.会设计简单的原电池。　 2.知道干电池、充电电池、燃料电池等化学电源的特点。　 3.掌握构成电池的要素，了解不同电极材料对电池性能的影响。　 4.能正确书写简单化学电池的电极反应式。 学习目标 任务一　一次电池　二次电池 1 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 任务二　燃料电池 2 任务一　一次电池　二次电池 返回 新知构建 1.一次电池——锌锰干电池 构造示意图 负极 锌筒 Zn－2e－Zn2＋ 正极 _________ ___________被还原 电解质溶液 __________ 电池特点 不能充电；便于携带，价格低 石墨棒 二氧化锰 氯化铵糊 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。总反应：Zn＋2MnO2＋2H2OZn(OH)2＋2MnO(OH)，写出负极的电极反应式。 提示：Zn－2e－＋2OH－Zn(OH)2。 交流研讨1 2.二次电池——充电电池 (1)特点：二次电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以_________，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。 (2)能量转化：化学能电能。 (3)常见的充电电池：铅酸蓄电池、______电池、_______电池等。 逆向进行 镍氢 锂离子 铅酸蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如 图所示，工作时该电池总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。 按要求回答下列问题： (1)负极材料是_____，正极材料是_____，电解质溶液是__________。 (2)放电时，电解质溶液中的H＋移向____________极。 (3)放电时，电解质溶液中硫酸的浓度______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)当铅酸蓄电池向外电路提供2 mol电子时，理论上负极板的质量增加_____ g。 交流研讨2 稀硫酸 Pb PbO2 PbO2(或正) 减小 96 铅酸蓄电池的电极反应 负极：Pb＋S－2e－PbSO4； 正极：PbO2＋4H＋＋S＋2e－PbSO4＋2H2O； 电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 归纳总结 学以致用 1.(2024·桂林市期中)下列有关电池的说法不正确的是 A.汽车所用的铅酸蓄电池可以无限次充、放电 B.锌锰干电池中锌电极是负极 C.水果电池可把化学能转化为电能 D.手机用的锂离子电池属于二次电池 铅酸蓄电池是常见的二次电池，充电电池的使用有一定的限度，A错误；锌锰干电池中，碳棒是正极、锌电极是负极，B正确；水果电池为利用水果中的化学物质和金属片发生反应产生电能的一种电池，可把化学能转化为电能，C正确；锂离子电池能充、放电，属于二次电池，放电时是将化学能转化为电能，充电时是将电能转化为化学能，D正确。 √ 2.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.铵根离子移向石墨电极 D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒 锌锰干电池中，锌筒作负极，石墨棒作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，A、B错误；原电池中阳离子向正极移动，故铵根离子移向石墨电极，C正确；电子经导线由负极锌筒流向石墨棒，D错误。 √ 3.(2024·济南高一期中)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＋2BiF33MgF2＋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 √ 放电时，Mg作负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Mg＋ 2F－－2e－MgF2，A项正确；放电时，电子从镁电极流出，经导线流向正极，B项错误；原电池是把化学能转化为电能的装置，但化学能不可能100％转化为电能，还有部分转化为热能等，C项错误；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故F－向负极移动，D项错误。 返回 任务二　燃料电池 返回 新知构建 1.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.特点 (1)清洁、安全、高效等。 (2)能量转化率较高。 (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.应用 在航天、军事、交通等领域有广阔的应用前景。 4.氢氧燃料电池 氢氧燃料电池在不同介质中的总反应相同，但正、负极反应与电解质溶液有关。氢氧燃料电池正、负极反应如下： 电解质溶液 负极 正极 酸性(H＋) 2H2－4e－4H＋ O2＋4H＋＋4e－2H2O 碱性(OH－) 2H2－4e－＋4OH－4H2O O2＋2H2O＋4e－4OH－ (1)如何判断燃料电池的正、负极？ 提示：通燃料的一极作负极，通氧气的一极作正极。 (2)氢氧燃料电池的总反应方程式如何书写？ 提示：在得、失电子数相等的前提下，将正极反应式、负极反应式相加即可得到总反应方程式。氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O22H2O。 交流研讨 学以致用 1.某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述中不正确的是 A.a极是负极，该电极上发生氧化反应 B.b极反应式是O2＋4OH－－4e－2H2O C.总反应方程式为2H2＋O22H2O D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 √ a极通入氢气，氢气失电子发生氧化反应，a是负极， 故A正确；b极通入氧气，氧气得电子发生还原反应 生成氢氧根离子，反应式是O2＋2H2O＋4e－ 4OH－，故B错误；氢氧燃料电池，总反应方程式为 2H2＋O22H2O，故C正确；氢氧燃料电池生成物是水，因此是一种具有应用前景的绿色电源，故D正确。 2.国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾”燃 料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢燃料 电池的内部结构如图，下列说法正确的是 A.电池工作时，电解质溶液中的H＋向b极移动 B.a极发生的电极反应为H2＋2e－＋2OH－2H2O C.b极为正极，发生氧化反应 D.当外电路有1 mol电子转移时，b极消耗5.6 L O2 √ 电池工作时，H＋移向正极，故A正确；a极发生的电极反应为H2－2e－2H＋，故B错误；b极为正极，发生还原反应，故C错误；题目中未说明是否是标准状况，无法计算氧气的体积，故D错误。 返回 随堂演练 返回 1.(2024·广东江门高一期中)下列说法正确的是 A.锌锰干电池是二次电池 B.燃料电池是一种高效但是会污染环境的新型电池 C.化学电池的反应原理是氧化还原反应 D.铅酸蓄电池放电时正极是Pb 锌锰干电池为一次电池，故A错误；燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，故B错误；化学电池是将化学能转变为电能的装置，有电子的得失，实质为氧化还原反应，故C正确；铅酸蓄电池放电时，Pb被氧化，为原电池的负极，PbO2被还原，为原电池的正极，故D错误。 √ 2.如图为发光二极管连接柠檬电池装置，下列说法正确的是 A.铁环作为柠檬电池的正极 B.电流由铁环经导线流向发光二极管 C.负极的电极反应式为Fe－2e－Fe2＋ D.可将柠檬替换成盛装乙醇溶液的装置 铜线、铁环插入柠檬，制成柠檬电池，由于活泼性：Fe＞Cu，所以铜线是柠檬电池的正极，铁环是柠檬电池的负极，故A项错误；电子由负极铁环经导线流向发光二极管，再由发光二极管流向铜线，故B项错误；负极发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－Fe2＋，故C项正确；乙醇溶液为非电解质溶液，不能将柠檬替换成盛装乙醇溶液的装置，故D项错误。 √ 3.(2024·绵阳市期末)日常生活常用的干电池构造示意图如图。下列说法错误的是 A.电极a为正极，发生氧化反应 B.电池使用过程中锌筒逐渐变薄 C.负极的电极反应式为Zn－2e－Zn2＋ D.电池工作时，MnO2得到电子被还原 电极a为正极，发生还原反应，A错误；电池使用过程中锌筒作负极，发生失电子的氧化反应生成锌离子，从而使锌筒逐渐变薄，B正确；锌筒作负极，其电极反应式为Zn－2e－Zn2＋，C正确；电池工作时，石墨棒附近的MnO2得到电子被还原，D正确。 √ 4.现有如下两个反应： A.NaOH＋HClNaCl＋H2O， B.Cu＋2Ag＋2Ag＋Cu2＋。 (1)根据上述两反应的本质，____(填字母)反应能设计成原电池，其原因是______________________________________________________________。 B　 A为非氧化还原反应，没有电子转移；B为氧化还原反应，有电子转移 只有氧化还原反应才能设计成原电池，B是氧化还原反应。 (2)写出上述反应中能设计成原电池的电解质溶液，正、负极材料、电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)： 电解质溶液为____________。 负极：____，__________________，反应类型：___________； 正极：_____________________________，______________________， 反应类型：____________。 AgNO3溶液 Cu Cu－2e－===Cu2+ 氧化反应 碳棒(或Ag、铂、金任选其一) 2Ag＋＋2e－===2Ag 还原反应 根据电池反应式Cu＋2Ag＋2Ag＋Cu2＋可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜不活泼的金属或导电的非金属；Ag＋得电子，所以电解质溶液只能为AgNO3溶液。 (3)若导线上通过电子1 mol，则正极质量增加______g。 108 由2Ag＋＋2e－2Ag知导线上通过电子1 mol，生成Ag 1 mol。 返回 课时测评 返回 题点一　一次电池 1.(2024·汉中高一检测)下列生活中的常见电池，属于一次电池的是 A.锌锰干电池 B.镍镉电池 C.锂离子电池 D.铅酸蓄电池 锌锰干电池为一次电池，不能充电而重复使用，选项A符合；镍镉电池为可充电电池，为二次电池，选项B不符合；锂离子电池为可充电电池，为二次电池，选项C不符合；铅酸蓄电池为可充电电池，为二次电池，选项D不符合。 √ 基础对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2.(2024·新疆巴音郭楞高一期末)在锌锰干电池中，作正极的是 A.锌 B.锰 C.石墨 D.锌锰 锌锰干电池中，锌作负极，石墨作正极，故C符合要求。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3.(2024·甘肃金昌高一期末)电子表所用的纽扣电池，两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，电池反应为Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2，示意图如图所示。下列判断正确的是 A.锌为负极，被还原 B.纽扣电池工作时，OH－移向Ag2O C.纽扣电池工作时，电解质溶液的碱性增强 D.每6.5 g锌发生反应时，转移电子0.1NA √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 根据电池总反应式，Zn的化合价升高，失去电子，即 Zn为负极，被氧化，故A错误；原电池中，阴离子移向 负极，故OH－移向Zn，故B错误；电解质溶液为KOH 溶液，电池反应为Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2， 原电池工作时消耗水，导致溶液碱性增强，故C正确； 根据电池反应式，负极反应式为Zn－2e－＋2OH－Zn(OH)2，每6.5 g(即0.1 mol)锌发生反应时，转移电子0.2NA，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 题点二　二次电池 4.镍-镉(Ni-Cd)可充电电池的总反应为Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 Cd＋2NiO(OH)＋2H2O，由此可知，放电时该电池的负极材料是 A.Cd B.NiO(OH) C.Cd(OH)2 D.Ni(OH)2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5.镍氢电池是可充电电池，它的总反应是H2＋NiO(OH)Ni(OH)2，根据此反应判断，下列说法正确的是 A.电池放电时，电池负极周围溶液的碱性不断增大 B.电池放电时，镍元素被氧化 C.电池放电时，氢元素被还原 D.电池放电时，通入H2的一极是负极 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 电池放电时，负极反应式为H2－2e－＋2OH－2H2O，所以负极周围溶液的氢氧根离子减少，溶液的碱性减小，A错误；电池放电时，正极反应式为NiO(OH)＋H2O＋e－OH－＋Ni(OH)2，镍元素被还原，B错误；电池放电时，氢元素化合价升高，被氧化，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6.(2024·河池高一检测) 汽车的启动电源常用铅酸蓄电池。放电时的电池反应为PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，根据此反应判断下列说法正确的是 A.负极反应式：Pb－2e－＋SPbSO4 B.电池放电时，溶液的酸性增强 C.PbO2得电子，被氧化 D.PbO2是电池的负极 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Pb失电子作负极，电极反应式为Pb＋S－2e－PbSO4，故A正确；放电时，硫酸参加反应，导致溶液中氢离子浓度减小，则溶液的酸性减弱，故B错误；PbO2得电子，被还原，Pb元素的化合价由＋4变为＋2，所以二氧化铅作正极，故C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 题点三　燃料电池 7.(2024·江西高安高一检测)电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 A.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 B.锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池 C.氢氧燃料电池是将热能转化为电能的装置 D.铅酸蓄电池在放电过程中，负极质量减少，正极质量增加 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 氢氧燃料电池工作时，通入氢气的电极为负极，则氢气在负极被氧化，A正确；锂离子电池是二次电池，锌锰干电池是一次电池，B错误；氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，C错误；铅酸蓄电池在放电过程中，负极、正极上均生成硫酸铅，质量均增加，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8.目前，科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系，下列说法错误的是 A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能 B.燃料电池中通入H2的一极作负极，发生氧化反应 C.在此循环中发生了反应：2H2O2H2↑＋O2↑ D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂 此循环过程中利用太阳能将H2O分解为H2和O2，然后利用氢氧燃料电池将化学能转化为电能，循环过程中并没有发生电解水的反应。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 题点四　电池的使用及回收 9.(2024·石嘴山高一检测)废旧电池最好的处理方法是 A.深埋入地下 B.丢弃 C.回收利用 D.烧掉 废电池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等，当废电池日晒雨淋表面皮层锈蚀后，其中的成分就会渗透到土壤和地下水，造成土壤污染和水污染，则废旧电池最好的处理方法是回收利用。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10.(2024·河南焦作高一期末)废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是 A.把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B.碳棒取下用作电极 C.把铜帽取下洗净回收利用 D.电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物用作化肥 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气，属于将废旧电池变废为宝的做法，故A正确；废电池中的碳棒可以导电，能用作电极，故B正确；将废旧电池中的铜帽取下再利用，故C正确；废电池的黑色糊状物中含有NH4Cl，还含有MnO2及有毒的重金属元素，直接用作化肥会使土壤受到污染，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11.(2024·云南迪庆高一期中)下列装置工作时，将太阳能转化为电能的是   A.燃气灶 B.碱性锌锰电池 C.硅太阳能电池 D.风力发电机 燃气灶为将化学能转化为热能的装置，A错误；碱性锌锰电池是将化学能转化为电能的装置，为原电池，B错误；硅太阳能电池为将太阳能转化为电能的装置，C正确；风力发电机将风能转化为电能，D错误。 √ 能力提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12.(2024·武汉高一检测)下列说法正确的是 A.流水、风力、蒸汽是一次能源，电力是二次能源 B.普通锌锰电池是一次电池，碱性锌锰电池是二次电池 C.铅酸蓄电池是二次电池，氢氧燃料电池的活性物质储存在电池内部 D.废旧电池的集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 一次能源是指在自然界现成存在的能源，二次能源是指由一次能源加工转换而成的能源产品，流水、风力属于一次能源，蒸汽、电力为二次能源，A项错误；一次电池是放电后不能再充电使其复原的电池，普通锌锰电池和碱性锌锰电池都是一次电池，B项错误；铅酸蓄电池可以多次重复使用，属于二次电池，燃料电池的反应物不是储存在电池内部，而是由外部提供燃料和氧化剂，C项错误；废旧电池中渗漏出的汞、镉、铅等重金属离子会对土壤和水源造成污染，故废旧电池的集中处理的主要目的是防止电池中的重金属污染水源及土壤，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13.“盐水动力”玩具车的电池以镁片、活性炭为电极，向极板上滴加食盐水后电池便可工作，电池总反应为2Mg＋O2＋2H2O2Mg(OH)2。下列关于该电池的说法错误的是 A.电池工作时，负极发生还原反应 B.食盐水作为电解质溶液 C.电池工作时镁片逐渐被消耗 D.电池工作时实现了化学能向电能的转化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由电池反应方程式2Mg＋O2＋2H2O2Mg(OH)2可知，Mg作负极，活性炭作正极，电解质溶液是食盐水，发生氧化还原反应，化学能转化为电能。Mg作负极，Mg元素化合价由0价升高到＋2价，所以负极发生氧化反应，故A错误；电解质溶液是食盐水，故B正确；Mg作负极，电极反应式为Mg－2e－＋2OH－Mg(OH)2，所以电池工作时镁片逐渐被消耗，故C正确；该装置是将化学能转化为电能，为原电池，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14.(8分)氯—铝电池是一种新型的燃料电池。电解质溶液是KOH溶液。试回答下列问题： (1)通入Cl2(g)的电极是_____(填“正”或“负”)极。 (2)投入Al(s)的电极是_____(填“正”或“负”)极，负极电极反应式为________________________________。 (3)外电路电子从_____(填“Al”或“Cl2”)极流向_____(填“正”或“负”)极。 (4)每消耗8.1 g Al(s)，电路中通过的电子数目为_____NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。 正 负 Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－ Al 正 0.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由题给信息可知，Cl2得电子在正极发生还原反应，Al失电子在负极发生氧化反应，所以通入Cl2(g)的电极是正极，投入Al(s)的电极是负极，其电极反应式为Al－3e－＋4OH－[Al(OH)4]－；电子由负极(Al)经外电路流向正极。8.1 g Al(s)的物质的量为＝0.3 mol，1 mol Al反应转移3 mol电子，0.3 mol Al反应时电路中通过的电子数为0.9NA。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15.(17分)(1)高铁电池是一种新型可充电电池，与普通电池相比，该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。请回答下列问题： ①高铁电池的负极材料是_______。 ②放电时，正极发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。已知正极反应式为Fe＋3e－＋4H2OFe(OH)3＋5OH－，则负极反应式为___________________________。 ③放电时，______(填“正”或“负”)极附近溶液的碱性增强。 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH) Zn 还原 正 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 高铁电池放电时为原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。总反应式减去正极反应式得负极反应式，正极生成OH－，故正极附近溶液碱性增强。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)如图为锂锰电池的结构示意图，其中电解质 LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质转 移到MnO2晶格中生成LiMnO2。  ①外电路的电流方向是由______极流向_____极 (填字母)。 ②正极材料是_________。 ③是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？______(填“是”或“否”)；原因是________________________________。 b a MnO2 否 电极Li是活泼金属，能与水反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回 ①该电池中Li失去电子生成Li＋，所以Li作电池的负极，则a是负极，b是正极，外电路中的电流方向由正极流向负极，所以从b流向a。③不能用水代替电池中的混合有机溶剂，因为Li是活泼金属，与水反应，无法参与原电池反应，不能产生电流。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 谢 谢 观 看 第六章　化学反应与能量 返回 $