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2015高中化学 1.3.2化学电源 课件(鲁科版选修4)

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鲁科版高中化学选修4第1章第3节 化学能转化为电能--电池第1课时原电池的工作原理课件2 (共35张PPT)

鲁科版高中化学选修4第1章第3节 化学能转化为电能--电池第1课时原电池的工作原理课件2 (共35张PPT)
（Volta,A.1745-1827）
1800年建立伏打电堆模型。
伏打电池是 实用电池的开端。
实验探究：原电池工作原理
交流与讨论
• 1．为什么装置中的铜片上会有气泡出现呢？该现象和铜 片与稀硫酸不反应的结论相矛盾吗？
• 2．铜片上的电子从哪来？ • 3．锌片的质量有无变化？溶液中c(H+)如何变化？ • 4．写出锌片和铜片上变化的离子方程式。 • 5．电流表中指针发生偏转说明有电流通过，这又证明了
课堂小结：
e-
G
属较 导不
体 ）
活泼（+）
金
还原反应
属
（
或
非
电解质溶液
金
两极一液成回路 氧化还原是核心
归纳总结
正负极的判断方法
判断依据
负极
正极
电极材料
活动性较强的金属
活动性较弱的金属或能 导电的非金属
电子流动方向
电子流出极
电子流入极
电解质溶液中离子 定向流动的方向
阴离子移向的电极
阳离子移向的电极
电流方向
电流流入极
电流流出极
与电解质溶液能否 能自发发生氧化还原 不能自发发生氧化还原
发生反应
反应的金属
反应的金属(非金属)
反应现象
电极溶解
电极增重或有气泡产生
二、原电池电极反应式的书写
1. (1)将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池，其正极反 应式：__2_H__＋_＋__2_e_－_=_=_=__H_2_↑_； 负极反应式：_F_e_－__2_e_－_=_=_=_F_e_2_＋__； 总反应方程式：_F_e_＋__H_2_S_O_4_=_=_=__F_e_S_O_4_＋__H_2_↑__。 (2)有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电 池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。 ①Zn发生_氧__化___反应，是_负___极，电极反应式是Z__n－__2_e_－_＋__2_O__H_－_=_=__=_Z_n_(O__H_)。2 ②Ag2O发生_还__原___反应，是_正___极，电极反应式是 _A_g_2_O_＋__2_e_－__＋__H_2_O_=_=__=_2_A_g_＋__2_O__H_－__。

鲁科版高中化学选修4化学反应原理精品课件 第3节 第1课时 原电池的工作原理 化学电源

鲁科版高中化学选修4化学反应原理精品课件 第3节 第1课时 原电池的工作原理 化学电源
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
探究二
方法技巧
原电池的正负极的判断方法
(1)由组成原电池两极的电极材料判断。一般是活泼的金属为负极,活
泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流向判断。电流是由正极流向负极;电子是由
负极流向正极。
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
首 页
探究一
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
探究二
1.甲、乙两个原电池中 Al 电极都是正极吗?各有什么现象呢?
提示(1)甲池中 Al 作正极,Al 表面产生气泡。
(2)乙池中 Al 作负极,Al 逐渐溶解。
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
探究二
答案:(1)实验装置图如图:
Cu2+
2Ag Cu Cu-2ePt(合理即可) 2Ag++2e(2)①Cu Ag AgNO3 溶液 ②将两个隔离的电解质溶液连接起来,
可使电流持续传导 ③Cu Ag
首 页
探究一
X 新知导学 Z 重难探究
析出过程得以继续进行。
首 页
探究一
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
探究二
名师精讲
两种原电池装置的异同点(关闭 K1、K2):
1.实验现象
甲
图
装
置

高中化学(鲁科版选修4)同步课件：第1章 第3节 第2课时 化学电源

高中化学(鲁科版选修4)同步课件：第1章 第3节 第2课时 化学电源
3．燃料电池。
教材整理 2 项目 电极 电解质 电极 反应 正极 负极
锌锰干电池 酸性锌锰干电池 氯化铵和氯化锌
＋ － 2NH ＋ 2e ===2NH3＋H2 4 _______________________
碱性锌锰干电池 氢氧化钾
－ MnO ＋ 2H O ＋ 2e ________________ 2 2 ===Mn(OH)2＋2OH－ ____________________ － － Zn ＋ 2OH － 2e _______________ ===ZnO＋H2O _____________
PbSO4＋2H2O－2e ===PbO2＋4H ＋SO4 阳极：______________________________________ 。
－
＋
2－
总反应式：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。
教材整理 4
氢氧燃料电池
电极反应及电池反应(碱性电解质)
2H2＋4OH－－4e－===4H2O 。 负极：________________________ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 。 正极：________________________ 2H2＋O2===2H2O 。 电池反应：_________________
【解析】 图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生
－ ＋ 还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为 O2 ＋ 4e ＋ 4H ===2H2O ，
C6H12O6 在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为 C6H12O6 － 24e － ＋ 6H2O===6CO2↑＋24H＋，负极上有 CO2 产生，故 A 错误；B.微生物电池是指在 微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转 移，故 B 正确；C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故 C 正确；D.

【鲁科版.高中化学】选修4第一章第3节《化学能转化为电能—电池》(第2课时)ppt课件

【鲁科版.高中化学】选修4第一章第3节《化学能转化为电能—电池》(第2课时)ppt课件
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
金属腐蚀的快慢比较与金属 的防护
探究导引3 金属腐蚀快慢判断的方法主要 有哪些？ 提示：金属腐蚀快慢的判断方法主要有：一 是与电解质溶液有关，金属在电解质溶液中 的腐蚀要快于在非电解质溶液中的腐蚀，在 强电解质溶液中的腐蚀一般也要快于在弱电 解质溶液中的腐蚀，同一电解质溶液中，
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的 顺序为：强电解质溶液中的腐蚀>弱电解质 溶液中的腐蚀>非电解质溶液中的腐蚀。 (3)对于活动性不同的两种金属，活动性差别 越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属腐 蚀越快。
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
(4)对于同一种电解质溶液，电解质溶液浓度 越大，金属腐蚀越快(除钝化外)。 (5)纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢(纯金 属几乎不腐蚀)。
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
解析：选B。单质铁无论是做原电池的负极, 还是做电解池的阳极，都是失电子生成Fe2＋ 而不是Fe3＋。
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
2．埋在地下的自来水铁管，在下列情况下 被腐蚀的速率最慢的是( ) A．在含有铁元素较多的酸性土壤中 B．在潮湿、疏松的土壤中 C．在自来水的铁管上用导线连接一块锌块 后，再埋入不透气的土壤中 D．在自来水铁管上用导线连接铜块后，再 埋入潮湿、疏松的土壤中
栏目 导引
第一章 化学反应与能量转化
(3)电化学保护法：①用锌块形成原电池，牺 牲锌(负极)保护铁(正极)，习惯上叫做牺牲阳 极的阴极保护法。如船壳上打上锌块；②钢 铁外接电源负极形成电解池，使之成为阴极 而被保护，习惯上叫做外加电流的阴极保护 法。如钢闸门接低压直流电负极，石墨接电 源正极做阳极，浸入水中。就防护效果而方 言，②法优于①法。

高中化学 第1章 第3节 第2课时 化学电源课件 鲁科版选修4

高中化学 第1章 第3节 第2课时 化学电源课件 鲁科版选修4

A．1.8 mol
C．100 mol
B．3.6 mol D．200 mol
第三十一页，共45页。
解析：n(H2O)＝11.88×g1/m03ogl ＝100 mol，由总反应方程式： 2H2＋O2===2H2O，知每生成 2 mol H2O 转移电子 4 mol，现得到 100 mol H2O 转移电子 200 mol。
(2)铅蓄电池的优缺点： ①铅蓄电池具有电压稳定，性能良好，价格低廉， 使用方便，安全可靠，循环使用的优点。 ②铅蓄电池的缺点是比能量低，废弃的电池污染环境。 (3)放电时是原电池原理(yuánlǐ)，而充电时是电解池原理 (yuánlǐ)； 二次电池的充放电过程相反。
第二十四页，共45页。
3．关于铅蓄电池的说法正确的是
答案(dá àn)：D
第三十二页，共45页。
第三十三页，共45页。
第三十四页，共45页。
[例1] (2011·新课标全国卷)铁镍蓄电池又称爱
迪生电池，放电时的总反应为：
Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是
()
A．电池的电解液为碱性溶液.，正极为Ni2O3、负极为Fe
第十三页，共45页。
第十四页，共45页。
1．类型及组成
分为 酸性锌锰干电池(diànc碱hí性)和
锌锰干电池
(diànc石hí墨)，棒其(su正ā n
(jiǎn
锌筒 xìnɡ)
极N为H4Cl x，ìnɡ负) 极为
，前者电解质溶液为KOH
和ZnCl2混合液，后者电解质溶液为
。
2．电极反应及电池(diànchí)反应
的
电池
容器中， 燃料气体在

高中化学 1.3.2 化学电源同步课件 鲁科版选修4

高中化学 1.3.2 化学电源同步课件 鲁科版选修4
究
活学活用
基础自学落实(luòshí)·重点互动 探究
3． 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。
碱性锌锰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)。 下列说法中，错误的是
( C)
A．电池工作时，锌失去电子
在不同介质中的电极反应
基础自学落实(luòshí)·重点互动探 究
视频 (shìpín)导 学
介质
负极反应式
正极反应式
酸性 2H2－4e－===4H＋ 中性 2H2－4e－===4H＋ 碱性 2H2－4e－＋4OH－=4H2O
O2＋4H＋＋4e－===2H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
第七页，共22页。
学习(xuéxí) 探究
活学活用
基础自学落实(luòshí)·重点互动 探究
题目解析
1． 下列说法错误的是
(C)
A．依据原电池的原理设计出了化学电源
B．原电池是化学电源的雏形
C．判断一种电池的优劣主要是看其负极材料的活泼性
D．氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源
判断一种电池的优劣主要是 看这种电池的比能量或比功 率的大小，以及可储存时间 (shíjiān)的长短。
化学电池(diànchí)是将化学能变成电能的装置。其种类很多，常分为以下三类。请你举出生 活中常见的电池(diànchí)，并将其分类填入下表。
种类 一次电池 二次电池 燃料电池
特点(分类依据)
放完电以后不能再使用
充电、放电可循环进行
可通过不断充入燃料、 氧化剂，连续使用

选修4 第四章第二节化学电源[可修改版ppt]

电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOO2 H+Zn(OH)2 负极：Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2 正极：2MnO2+2H2O+2e- = 2MnOOH+2OH-
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
3.锌银钮扣电池 Zn | KOH | Ag2O
三、燃料电池 大有发展前景的燃料电池
燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与 氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接 转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化 率可达近80%，约为火力发电的2倍。这是因为火力发 电中放出的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、 氮氧化物等废气污染都接近零；燃料电池发明于19世 纪30年代末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才 开始进入实用阶段。
2NH4++2e-＝2NH3+H2 H2+2MnO2＝Mn2O3+H2O Zn2++4NH3＝[Zn(NH3)4]2+
总反应：2Zn + 4MnO2 + 4NH4Cl =[Zn(NH3)4]Cl2 + 2Mn2O3 + ZnCl2 + 2H2O
2、碱性锌-锰干电池 (-) Zn | KOH | (+)Mn
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨， 负极盖填充锌汞合金， 电解质溶液KOH。
反应式为： 放电 Zn+Ag2O+H2充O电
写出电极反应式。
2Ag+Zn(OH)2
银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的 充电和放电过程可以表示为：

鲁科版高中化学选修四课件第一章第3节化学能转化为电能课件2(20张)


解析(1)反应中Pb发生氧化反应转化为PbSO4所 以负极材料是Pb.(2)正极上的反应是PbO2→PbSO4, 则必然有H2SO4参加,PbO2中的O要转化成H2O,有 H+ 参 与 反 应 :PbO2+4H++SO42-+2e→PbsO4+2H2O,负极 反应为:Pb+SO24-→PbSO4+2e-,将正负极反应合并, 与题给总反应相符.(3)蓄电池的工作过程中,Pb被 氧 化 ,H2SO4 被 消 耗 , 所 以 A 错 、 B 错 (H+ 浓 度 减 小,pH 应变大),D正确,SO24-在正负两极均参与电极反应, 所以C错.
例 2 ．关于如图所示装置的叙述 , 正确的 是() A.铜片是阳极,铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少 C.电流从锌片经导线流向铜片 D.氢离子在铜片表面被还原
问题 2. 原电池的工作原理 和电子的流向是怎样的？
考点二.原电池电极反应的书写
例3.我国首创以铝一空气一海水电池作为能源 的新型海水标志灯 , 它以海水为电解质溶液 , 靠 空气 中的氧气使铝不断氧化而产生电流 . 只要把灯 放入 海水中数分钟,就会发出耀眼的白光.则: (1)该电源负极材料为;正极材料为. (2)负极反应:. (3)正极反应:.
答案（1）铝石墨(2)4Al→4Al3++12e(3)3O2+6H2O+12e-→12OH-
问题3.怎样正确书写原电池电 极反应?书写时要注意时什么问 题?
考点三.电池电极的判断
例4.铅蓄电池是化学电源,它工作时的总反应为 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O.试回答： (1)蓄电池负极的电极材料是. (2)工作时该蓄电池正极的电极反应式是. (3)下列说法中正确的是(). A.铅为负极被还原B.溶液的PH不断减小 C.SO24-只向正极移动D.电解液密度逐渐减小

高中化学第1章第3节第2课时化学电源课件鲁科高中选修4化学课件

负极反应式：___2_C__H_3_O__H__＋__1_6_O__H__－_－___1_2_e_－__=_=_=_2__C_O__23_－_＋。12H2O
12/10/2021
第二十一页，共三十六页。
思维启迪——燃料电池电极反应与电池总反应式的书写
(1)燃料电池的总反应相当于燃料的燃烧，书写总反应方程式时，要注意产物与电解 质溶液是否发生反应，若能反应，电解质溶液要写在总反应方程式中。
负极反应式 __2_H_2_－__4e_－_=__=_=_4_H_＋__
2H2－4e－＋4OH－===4H2O ________________________
正极反应式 __O_2_＋__4_H_＋__＋_4_e_－_=_=_=_2_H_2_O__
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ________________________
解析 汞、镉、铅等重金属离子(lízǐ)会对土壤和水源造成污染。
12/10/2021
第六页，共三十六页。
二、常见(chánɡ jiàn)的化学电池
1.锌锰干电池
目前常见的一次锌锰干电池分为 酸性和(suān x碱ìnɡ两)性种。
(1)酸性锌锰干电池
①构造
锌皮制成的锌筒做 解质溶液。
负，极中央插一根碳棒做
12/10/2021
第二十页，共三十六页。
(3)碱性条件下的甲醇(CH3OH)燃料电池(rán liào diàn chí)
总反应式：__2_C_H__3_O_H__＋__3_O__2＋___4_O_H__－_=_=__=_2_C_O__23_－_＋__6；H2O
正极反应式：_____3_O_2_＋__6_H_2_O_＋__1_2_e_－_=_=__=_1_2_O_H；－

课件：1.3.1化学电源高二鲁科版选修四化学2


4、碱性蓄电池 这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长 很多，且拾携带很方便。 Ni-Cd电池：Cd + 2NiO(OH) + 2H2O ====== 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
Ni-Fe电池：Fe + 2NiO(OH) + 2H2O ====== 2Ni(OH)2 + Fe(OH)2
锂电池
使用锂电源的手机与手提电脑
以酸，表其示负为极2H反2+O应2=可2H表2O示，为酸，式2H电2-池4e中-=电4H解+ 质则其是
正极反应式为_O_2_+__4_e_-_+_4__H_+_=_ 2H2O _。碱 式电池的电解质是碱，其正极反应式
为O2+2H2O+4e-=4OH，- 则 其 负 极 反 应 可 表 示
_2_H__2_-_4_e_-_+_4__OH-=4H2O ________。
防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的 阴极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀 ＞无防腐条件的腐蚀
市场上出售的“热敷袋”其主要成
分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、 水等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使 其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻 轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发 现有大量的铁锈存在，请回答下列问题： （1）热敷袋使用时，为什么会放出热量？ （2）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又 起了什么作用？ （3）试写出有关的电极反应式和化学方 程式。
下面以CO---Li2CO3 + Na2CO3---空气与 CO2型电池为例加以说明： 总反应式为：2CO + O2 === 2CO2 该负电极池反的应工式作：温2度CO一+般2为CO65320-0-C4e-
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电极反应(b酸性条件)：
负极：2H2-4e-=4H+ 正极：O2+4H++4e-=2H2O
电极反应(c中性条件）：
负极：2H2-4e-=4H+
正极：O2+4e-+2H2O=4OH-
1. 甲烷燃料电池，当电解质为KOH时写出电极反 应式：已知总反应为
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
锌筒
石墨棒
NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等
MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
负极： Zn – 2e- = Zn2+ + 正极： 2NH4 + 2e = 2NH3↑ + H2 ↑ + 2+ 反应总的方程式 2NH4 + Zn=2NH3↑+H2+Zn
碱性干电池
碱性锌锰干电池
负极：锌粉 结 构
正极：MnO2和石墨粉
正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-
负极：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
思考：第一组电池电解质如果为稀硫酸 时如何书写电极反应： 总反应：
zxxk
CH4+2O2=CO2+2H2O
学.科.网
正极：
负极：
2O2+8H++8e-=4H2O
CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
普通高中课程标准实验教科书 化学反应原理（选修四）
第一章 化学反应及能量变化
第三节 化学能转化为电能—电池
第2课时 化学电源
减少污染 节约资源
普通锌锰干电池
碱性干电池
二 认识几种电池
纽扣电池
镍氢电池 镍 镉 电 池
学科网
索尼数码相 机锂电池
小型高性能燃料电池
1.干电池（酸性锌锰电池）
结构
负极：Zn 正极：石墨 电解质：NH4Cl(酸性) 电极反应方程式：
H2SO4溶液
阳极(PbO2) ： 氧化反应
总反应
2PbSO4+2H2O = Pb+PbO2+2H2SO4
3.氢氧燃料电池
氢氧燃料电池结构示意图，电解质 溶液为KOH溶液，电极材料为石墨， 氢气和氧气(或空气)源源不断地通 到电极上。试写出该电池的电极反 应和电池反应。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电极反应（a:碱性电解质）： 负极：2H2-4e-+4OH-=4H2O 正极：O2+2H2O+4e-=4OH电池总反应为：2H2+O2=2H2O
电解质：氢氧化钾
正负极混在 电解质中
电极反应： 负极 ：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极 ：MnO2+2e-+2H2O=Mn(OH)2+2OH-
铅蓄电池（二次电池）
负极：Pb
正极：PbO2
zxxk
Pb
PbO2
电解质：30%硫酸
总电池反应:
放电
充电时：
电 解 池
Pb
PbO2
阴极(Pb) ： 还原反应