1、第二节第二节 化学能转化为电能化学能转化为电能电池电池第第2 2课时课时 化学电源化学电源学习目标学习目标1. 1.通过搜集、观察生活中常见的化学电源，了解化学电源的分通过搜集、观察生活中常见的化学电源，了解化学电源的分类。类。2 2通过设计简单的燃料电池分析、体会化学电源的工作原理，通过设计简单的燃料电池分析、体会化学电源的工作原理，电极构成及简单的电极反应式书写与判断。电极构成及简单的电极反应式书写与判断。手机电池手机电池二、化学电源二、化学电源KOHKOH溶液溶液H H2 2 O O2 2 H H2 2O Oa a极极 b b极极（3 3）燃料电池）燃料电池 一般以天然燃料或其它可燃物质
2、如氢气、甲醇、天一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。料电池。化学电源分类化学电源分类（2 2）二次电池）二次电池 二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢二次电池在放电后经充电可使电池中的活性物质恢复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。复工作能力。铅蓄电池和可充电电池都是二次电池。（1 1）一次电池）一次电池 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后，就不能再次利用，如干电池。后，就不能再次利用，如
3、干电池。化学电源是能够实际应用的原电池化学电源是能够实际应用的原电池1. 锌锰干电池锌锰干电池电极反应方程式：电极反应方程式：负极：负极：正极：正极：Zn 2e- = Zn2+2MnO2+2NH4+2e- =Mn2O3+2NH3+H2O反应总的方程式反应总的方程式2MnO2+2NH4+ Zn=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+（1）酸性锌锰干电池）酸性锌锰干电池优点：制作简单、价格便宜，是最早实用的产品电池，它具有一些致命的优点：制作简单、价格便宜，是最早实用的产品电池，它具有一些致命的缺点缺点:如新电池会发生自放电而使存放时间缩短、放电后电压下降较快等。如新电池会发生自放电而使存放时间缩
4、短、放电后电压下降较快等。了解了解电极反应方程式：电极反应方程式：负极：负极：正极：正极：Zn+2OH-2e-= ZnO+H2O 2MnO2+ 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH-反应总的方程式反应总的方程式Zn + 2MnO2+ H2O = ZnO + 2MnO(OH)（2）碱性锌锰干电池）碱性锌锰干电池它克服了酸性锌锰它克服了酸性锌锰电池的缺点，具有单位质量输出电能电池的缺点，具有单位质量输出电能多、储存时间长、适用于大电流和连续放电。多、储存时间长、适用于大电流和连续放电。记忆！记忆！2、铅蓄电池、铅蓄电池正极正极材料上涂有棕褐色的材料上涂有棕褐色的PbO2，负极负极
5、材料是海绵状的材料是海绵状的金属铅金属铅，电解质溶液电解质溶液为为30%的的H2SO4溶液。溶液。电极反应式电极反应式电池总反应方程式电池总反应方程式优点是：性能优良、价格便宜、可以多次充放电；优点是：性能优良、价格便宜、可以多次充放电；缺点是：单位质量电极材料释放电能少。缺点是：单位质量电极材料释放电能少。强化记忆！强化记忆！3.氢氧燃料电池氢氧燃料电池一种氢氧燃料电池结构示意图，电一种氢氧燃料电池结构示意图，电解质溶液为解质溶液为KOH溶液，电极材料为溶液，电极材料为多孔石墨，氢气和氧气多孔石墨，氢气和氧气(或空气或空气)源源源不断地通到电极上。源不断地通到电极上。原理：原理：工作时发生的
6、仍然是氧化还原反应工作时发生的仍然是氧化还原反应特点：特点：工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，同时将电极产物不断工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，同时将电极产物不断排出电池。排出电池。燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器能量转换器”。能量转换率很高。能量转换率很高。燃料电池优点燃料电池优点能量利用效率高、能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点可连续使用和污染轻等优点活动探究活动探究设计一个简易的氢氧燃料电池设计一个简易的氢氧燃料电池负极：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正
7、极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应为：电池反应为：2H2+O2=2H2O 第二阶段：第二阶段：碱性碱性介质介质氢氧燃料电池氢氧燃料电池操作：操作：先打开先打开K1，闭合，闭合K2，电解一段，电解一段时间后如图；然后打开时间后如图；然后打开K2，闭合，闭合K1，检流计指针偏转。检流计指针偏转。第一阶段：第一阶段：电解电解水水反应为：反应为：负极：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应为：电池反应为：2H2+O2=2H2O 燃料电池优点燃料电池优点:能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点碱
8、性碱性介质介质氢氧燃料电池的电极反应氢氧燃料电池的电极反应酸性酸性介质介质氢氧燃料电池的电极反应氢氧燃料电池的电极反应负极：负极：2H2-4e-=4H+正极：正极：O2+4H+4e-=2H2O电池反应为：电池反应为：2H2+O2=2H2O 各种常见介质中的氢氧燃料电池反应各种常见介质中的氢氧燃料电池反应总反应式：总反应式：2H2+O2 =2H2O中性中性介质介质氢氧燃料电池的电极反应氢氧燃料电池的电极反应负极：负极：2H2-4e-=4H+正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-金属氧化物金属氧化物介质介质氢氧燃料电池的电极反应氢氧燃料电池的电极反应负极：负极：2H2-4e-+2O2=2H2
9、O 总反应式：总反应式：2H2+O2 =2H2O正极：正极：O2 +4e-=2O2负极：负极：2H2-4e-+2CO3 2=2H2O +2CO2总反应式：总反应式：2H2+O2 =2H2O正极：正极：O2 +4e +2CO2 =2CO3 2熔融碳酸盐熔融碳酸盐介质介质氢氧燃料电池的电极反应氢氧燃料电池的电极反应甲烷燃料甲烷燃料电池电池KOH甲醇燃料甲醇燃料电池电池KOH肼燃料电肼燃料电池池KOH负极：负极：CH410OH8e= CO32-7H2O总反应：总反应：CH42O22KOH = K2CO33H2O正极：正极：2O24H2O8e = 8OH负极：负极：2CH3OH16OH12e = 2C
10、O32-12H2O总反应：总反应：2CH3OH3O24KOH = 2K2CO36H2O正极：正极：3O26H2O12e = 12OH负极：负极：N2H44OH4e = N24H2O总反应：总反应：N2H4O2 = N22H2O正极：正极：O22H2O4e = 4OH4.各种常见的燃料电池各种常见的燃料电池注意：注意：(1)酸溶液作电解质：酸溶液作电解质：CxHy或或CxHyOz氧化后的存在形式为氧化后的存在形式为CO2。 ( 2)碱溶液作电解质：碱溶液作电解质：CxHy或或CxHyOz氧化后的存在形式为氧化后的存在形式为CO32。试写出一氧化碳燃料电池的电极反应：试写出一氧化碳燃料电池的电极反
11、应：碱性碱性介质介质（KOH） 总反应式：总反应式： 正极：正极： 负极：负极：酸性酸性介质介质（H3PO4） 总反应式：总反应式： 正极：正极： 负极：负极：金属氧化物金属氧化物介质介质 总反应式：总反应式： 正极：正极： 负极：负极：熔融碳酸盐熔融碳酸盐介质介质 总反应式：总反应式： 正极：正极： 负极：负极：1日常所用干电池的电极分别为碳棒日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽上面有铜帽)和锌皮和锌皮,以糊状以糊状NH4Cl和和ZnCl2做电解质做电解质(其中加入其中加入MnO2吸收吸收H2)，电极反应可简化为，电极反应可简化为 Zn2e= Zn2, 2NH42e= 2NH3H2 (
12、NH3与与Zn2络合络合)。 根据以上叙述判断下列结论不根据以上叙述判断下列结论不正确的是正确的是 () AZn为正极，碳为负极为正极，碳为负极 BZn为负极，碳为正极为负极，碳为正极 C工作时电流由碳极经外电路流向工作时电流由碳极经外电路流向Zn极极 D长时间连续使用时内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器长时间连续使用时内装糊状物可能流出，从而腐蚀用电器A2下列关于铅蓄电池的说法正确的是下列关于铅蓄电池的说法正确的是() A放电时，正极发生的反应是放电时，正极发生的反应是PbSO422e=PbSO4 B放电时，该电池的负极材料是铅板放电时，该电池的负极材料是铅板 C充电时，电池中硫酸的浓度不断
13、变小充电时，电池中硫酸的浓度不断变小 D充电时，阳极发生的反应是充电时，阳极发生的反应是PbSO42e=PbSO42B3.铅蓄电池的两极分别为铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池，工作时的电池反应为反应为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，下列结论正确的，下列结论正确的是是( ) A.Pb为正极被氧化为正极被氧化 B.溶液的溶液的pH不断减小不断减小 C. SO42只只向向PbO2处移动处移动 D.电解质溶液的密度不断电解质溶液的密度不断减小减小D 4、如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为、如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为Ag2
14、O和和Zn电解质溶液是电解质溶液是KOH溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：Zn +Ag2O= ZnO+2Ag 根据根据以上提供的资料，判断下列说法正确的是以上提供的资料，判断下列说法正确的是( ) A.锌为正极，锌为正极，Ag2O为负极；为负极； B.正极附近溶液的正极附近溶液的PH值升高；值升高； C.负极电极式为：负极电极式为：Zn +2e-+H2O =ZnO+2OH- - ； D.溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。B5、下图为氢氧燃料电池原理示意图，下列叙述不正确的是下图为
15、氢氧燃料电池原理示意图，下列叙述不正确的是()A.a电极是负极电极是负极B.b电极的电极反应为电极的电极反应为4OH4e=2H2OO2C.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置在电池内的新型发电装置B6、一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入、一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为： 2C2H6+7O2+8KOH=4K2C
16、O3+10H2O 有关此电池的推断正确的是有关此电池的推断正确的是( ) A负极反应为负极反应为14H2O+7O2+28e=28OH B放电一段时间后，负极周围的放电一段时间后，负极周围的pH升高升高 C每消耗每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为，则电路上转移的电子为14mol D放电过程中放电过程中KOH的物质的量浓度不变的物质的量浓度不变 C7、乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 左右时供电，电池总反应左右时供电，电池总反应式为式为C2H5OH3O2 =2CO23H2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确，电池示意图如图所示，下列说法中正
17、确的是的是() A电池工作时，质子向电池的负极迁移电池工作时，质子向电池的负极迁移 B电池工作时，电流由电池工作时，电流由b极沿导线流向极沿导线流向a极极 Ca极上发生的电极反应是极上发生的电极反应是 C2H5OH3H2O12e=2CO212H Db极上发生的电极反应是极上发生的电极反应是 2H2OO24e=4OHB8、我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是是( ) A.a为电池的正极为电池的正极 B.电池充电反应为电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLi C.放电时，放电时，a极锂的化合价发生变化极锂的化合价发生变化 D.放电时，溶液中放电时，溶液中Li从从b向向a迁移迁移C
