高三化学 原电池第二课时

用途：广泛用于手机、笔记本电脑、数码相机等 便携式电子设备。
四、燃料电池
原理
新知探究
利用原电池的工作原理，燃料和氧化剂分别放在两个 电极上发生氧化还原反应，将化学能直接转化为电能。
与其他电池的区别
反应物不储存在电池内部，由外设设备提供燃料和氧化剂。
优点
高效(能量转化率可以达到80%以上), 环境友好。
一、化学电源 2、电池的优点
新知探究
①能量转化率较高； ②供能稳定可靠； ③可以制成各种形状和大小、不同容量的电池及电池组； ④使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
一、化学电源
新知探究
3、衡量电池优劣的指标
比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少。单位：(W·h)/kg,(W·h)/L 比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小。单位：W/kg,W/L 储存时间：电池的可储存时间的长短
负极：LixCy - xe- = xLi+ + Cy 正极：Li1-xCoO2 + xe-+ xLi+ = LiCoO2
锂离子电池工作原理示意图
反应物
离子导体
负极：Li 正极： LiCoO2
六氟磷酸锂的碳酸酯溶液 (无水)
优点：能量密度大，没有记忆效应。循环性能优越、 可快速充放电。使用寿命长。不含有毒有害物质， 被称为绿色电池。 缺点：价格较昂贵。
总反应式
CH4＋2O2=CO2＋2H2O
CH4＋2O2=CO2＋2H2O
CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O
CH4＋2O2=CO2＋2H2O
电极反应式 负极：CH4－8e－＋2H2O = CO2＋8H＋
负极：CH4-8e-＋4O2- = CO2＋2H2O

①
②
③
④
4. 下列装置中，能够组成原电池，并且
BC 能产生明显的电流的是( )
Cu Cu Cu Zn Cu Fe Cu Zn
稀H2SO4 稀H2SO4 CuSO4溶液 Zn
5. 某原电池的总反应式是 Zn+Cu2+=Zn2++Cu，
该原电池的正确组成是( B)
ABCD
正极 Zn Cu Zn Cu
相连时，b为正极。则这四种金属的活
B 动性顺序由大到小为( )
A. a>b>c>d
B. a>c>d>b
C. c>a>b>d
D. b>d>c>a
3. 下图装置的各烧杯中盛有海水，铁在
C 其中被腐蚀由快到慢的顺序是( )
A. ②①③④
B. ④③①②
C. ④②①③
D. ③②④①
Fe
Sn Fe Zn Fe Cu Fe
6. 将铁片和银片用导线连接置于同一
稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，
D 下列叙述正确的是( )
A. 负极有Cl2逸出，正极有H2逸出 B. 负极附近Cl-的浓度逐渐减小 C. 正极附近Cl-的浓度逐渐增大 D. 溶液中Cl-的浓度基本不变
7. 锂电池是一代新型高能电池，它以 质量轻、能量高而受到了普遍重视，
负极_____铝________，电极反应式为
____A_l_-_3_e_-_+_4_O_H__-_=_A_l_O__2-_+_2_H__2_O________， 正极______镁_______，电极反应式为 ______2__H_2_O__+_2_e_-=__2_O_H__-_+_H_2_↑__________。 总反应式_2_A__l+__2_H_2_O__+_2_O_H__-_=_2_A__lO__2_-+_3__H_2_↑_。

小结： 本节主要针对原电池的反应进行分析，并学
会电极反应式的书写
(2)氢氧燃料电池以 H2SO4 溶液作电解质溶液时，工作一
段 时 间 后 ， 电 解 质 溶 液 的 浓 度 将 ___减__小___ ， 溶 液 的 pH__增__大____。(填“减小”、“增大”或“不变”)
【知当识堂梳理检·测题】型构建
以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法： (1)酸性条件 燃料电池总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O 燃料电池正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
知识梳理·题型构建
【问题引导下的再学习】
①3负铅．蓄极二电反次池应电是： 池最(P可常b充＋见电S的O电二24池－次－)电2e池－，===PbSO4； ②正负极极材反料应是：PPbb，O2正＋极4H材＋料＋是SOPb24－O＋2 2。e－===PbSO4＋2H ③总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
O2＋4e－＋4H＋ =2H2O
2H2＋4OH－－4e－ ===4H2O
O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－
2H2＋O2===2H2O
【知当识堂梳理检·测题】型构建
(1)氢氧燃料电池以 KOH 溶液作电解质溶液时，工作一
段 时 间 后 ， 电 解 质 溶 液 的 浓 度 将 ___减__小___ ， 溶 液 的 pH__减__小____。(填“减小”、“增大”或“不变”)
①负极反应：Pb＋SO24－－2e－===PbSO4 ；
②正极反应：PbO2＋4H＋＋SO24－＋2e－===PbSO4＋2H2O ；
【知问识题梳理引·导题下型的构再建学习】 4．燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性 和碱性两种。

化学能与电能（第二课时）教学目标：1．了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；2．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。

3．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。

重点、难点：通过对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。

教学过程：[复习]原电池构成条件及工作原理。

[引言]人们应用原电池原理，制作了多种电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等，以满足不同需要。

我们课我们具体来学习几种利用化学能转变为电能的化学电源。

[板书] 二、发展中的化学电源[讲解]上述原电池的结构较简单，携带也不方便，当今的电池工业已能制造出各种各样的实用电池。

下面我们来学习第一种：[学生]请学生们阅读P37页，根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应，来推断在各种电池中，谁做负极，谁做正极，试写出在各电极上可能发生的电极反应及总反应。

[板书]1．干电池负极（锌筒）：Zn —2e—= Zn2+；正极（石墨）：正极：2NH4++2e－=2NH3+H2电池的总反应式为：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2副反应：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+[讲解]干电池是用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充氯化铵和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉未，吸收正极放出H2。

淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的析出速率。

[板书]2．铅蓄电池[讲解]铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。

[分析]放电时起原电池的作用。

[板书]负极：Pb-2e-+SO42－=PbSO4正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O蓄电池充电和放电的总化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O[讲解]当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达到1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用。