【教学课件】《化学能与电能(第二课时)》(人教)探究式教学

3、锂电池
锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相 同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。
【组成】
Li(负极) MnO2（正极） 锂盐作电解质（非水溶液介质） 电极反应：（-）：Li – e- = Li+
（+） MnO2 + e- = MnO2-
特点: 高能电池、质轻、电压高 、工作效率高和储存 寿命长。 用途：电脑、照相机、手表、心脏起搏器、火箭等。
4、银—锌电池—钮扣电池
银锌电池是一种纽扣式大容量电池 ，电极分别是 Ag2O和 Zn 电解质溶液为KOH溶液，电极反应式为：
Zn － 2e－ + 2OH－ ====Zn(OH)2 Ag2O + H2O +2e- ====2Ag + 2OH总反应为 Zn + Ag2O + H2O ====2Ag + Zn(OH)2
氢氧燃料电池：
中性电解质溶液： 负极：2H2 -4e- = 4H+ 正极：O2 +4e- + 2H2O = 4OH-
【小结】
原电池电极反应式的书写注意事项： （1）原氧负。 （2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添 加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。 特殊情况：非水溶液 （3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。
铝-空气燃料电池： 电极反应： （-）Al : 4Al – 12e- = 4Al3+
(+) 空气（C): 3O2 + 6H2O +12e- = 12OH用作海洋航标灯，用海水作为电解质溶液。
4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al（OH）3
【练习】
5.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应式 为：2H2 + O2 =2H2O，是解液是KOH溶液，反应保持在较高温 度下使水蒸发，下列叙述正确的是（ ） D A．工作时，电解质溶液的pH不断增大 B．工作时，能见到浅蓝色火焰 C．工作时，H2为正极，O2为负极 D．电极反应式为： 负极：2H2 + 4OH- － 4e- ====4H2O 正极：O2 +2H2O + 4e- ==== 4OH-
练习
1．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广
泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总 反应式为： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是（ C ）
A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为： 2MnO2(s)+H2O(1)+2e = Mn2O3(s)+2OH- (aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
2、铅蓄电池
铅蓄电池的总反应式为：
放电
Pb + PbO2 + 2H2SO4
充电
2PbSO4 + 2H2O
铅为负极,负极的电极反应式为 : Pb － 2e－ + SO42－ ==== PbSO4 PbO2 为正极,正极的电极反应式为： PbO2+ 4H+ +SO42－ + 2e－=== PbSO4 + 2H2O
【练习】 2.铅蓄电池的总反应式为：
放电
Pb + PbO2 + 2H2SO4
充电
PbSO4 + 2H2O
对于铅蓄电池放电时的说法错误的是（ D ） A． 铅为负极，PbO2 为正极 B． 负极的电极反应式为 Pb － 2e－ + SO42－ ==== PbSO4 C． 正极的电极反应式为： PbO2+ 4H+ +SO42－ + 2e－=== PbSO4 + 2H2O D．电解液的密度不变
不断增大
5、新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内， 而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断 排出电池.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
新型燃料电池
因此，燃料电池 是名符其实的把能源 中燃料燃烧反应的化 学能直接转化为电能 的“能量转换器”。 燃料电池的能量转化率很高，可达70％以。氢氧燃料电池除 了具有能量转化率高、可持续使用的优点外，而且由于其燃 烧产物为水，因此不污染环境。 电极：辅助电极（起导电作用、内疏松多孔可吸附气体）
4. 写出甲烷燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液） 的电极反应式及总方程式：
正极： 2O2 + 8e- + 4H2O === 8OH负极： CH4 + 10OH- -8e === CO32- + 7H2O
总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O
反应后溶液的pH如何变化？
电极反应书写规律： ①找出正负极反应物和产物，写出加减电子个数。 ②根据介质配平电荷，并写出电极反应式。要求：酸 性不出现OH-,碱性不出现H+；中性反应物中不出现 OH-、H+，但可以生成。 ③写出总方程式（电子守恒）
氢氧燃料电池：
碱性(KOH)电解质溶液： 负极：2H2 -4e- + 4OH- = 4H2O 正极：O2 +4e- + 2H2O = 4OH酸性电解质： 负极：2H2 -4e- = 4H+ 正极：O2 +4e- + 4H+ = 2H2O
常见电池和新型电池示例
我 国 自 主 研 发 的 燃 料 电 池 车
燃料电池
神舟六号燃料电池发电系统
1、锌-锰干电（酸性电解质溶液）
电极反应式
Zn – 2e = Zn2+ 负极（锌筒）：
-
正极（碳棒）：2NH4+ + 2e- = 2NH3 + H2
电池反应方程式
2NH4++ Zn=2NH3+H2+Zn2+
第二章 · 化学反应与能量
第二节 化学能与电能 2
【学习目标】
1. 2. 3. 4. 了解生活中常用的化学电池和新型化学电池； 学会书写电极反应方程式； 能设计简单的原电池以此掌握原电池的构成条件； 能分析电池反应中的正负极，电子和电流的流向以及溶液中的 离子流向； 5. 引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这 种转化的综合利用价值； 6. 感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问 题，初步形成较为客观、正确的能源观。
【练习】 3．银锌电池是一种纽扣式大容量电池，电极分别是Ag2O和
Zn 电解质溶液为 KOH溶液，电极反应式为：
Zn － 2e－ + 2OH－ ====Zn(OH)2 Ag2O + H2O +2e- ====2Ag + 2OH总反应为：Zn + Ag2O + H2O ====2Ag + Zn(OH)2 下列说法正确的是（ CD ） A．电流由Zn 经外电路流向Ag2O B．Zn是负极，该电极发生的电极反应是还原反应 C．Ag2O是正极，该电极发生的电极反应是还原反应 D. 工作时，负极区溶液的 pH不断减小，正极区溶液的pH