人教版 高三化学选修四课件第四章第二节《化学电源》

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1、氧化还原电能课前回顾：一、化学电池将转化为电能的装置。1．分类化学能2．优点具有高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。3．判断电池优劣的主要标准(1)比能量：即单位质量和单位体积所能输出电能的多少，单位“(W·h)/kg”或“(W·h)/L”。(2)比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位“W/kg”或“W/L”。(3)电池的长短。能量转化率可储存时间二、几种常见的化学电池1．一次电池(1)碱性锌锰电池：①构造：②组成：正极：；负极：；电解质：。③工作原理：负极反应：；正极反应：；总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO

2、OH＋Zn(OH)2。MnO2ZnKOHZn＋2OH－－2e－===Zn(OH)22MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－(2)银锌电池：①构造：②组成：负极：，正极：，电解质：。③工作原理：负极反应：；正极反应：；电池反应：。ZnAg2OKOHZn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag2．二次电池(以铅蓄电池为例)(1)构造：(2)组成：正极：；负极：；电解质：。(3)工作原理：铅蓄电池是最常见的二次电池，其电极反应分为放电和充电两个

3、过程。PbO2H2SO4溶液Pb①放电过程的电极反应、总反应：负极：；正极：；总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。②充电过程的电极反应、总反应：阴极：(还原反应)；阳极：(氧化反应)；总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。3．燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)(1)构造：2．工作原理(1)以H2、烃、醇、肼作燃料在负极上失电子发生氧化反应，以空气或O2作氧化剂在正极上得到电子，连续不断的把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。(2)所用电极一般为惰性电极。(3)所用电解质为酸(或碱)、熔融氧化

4、物(或熔融盐)等。2．应用实例(1)氢氧燃料电池：电解质负极反应正极反应总反应式酸性电解质2H2－4e－===4H＋O2＋4e－＋4H＋===2H2O2H2＋O2===2H2O碱性电解质2H2－4e－＋4OH－===4H2OO2＋4e－＋2H2O===4OH－2H2＋O2===2H2OA．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．该电池的总反应是：C3H8＋5O2===3CO2＋4H2OC．电路中每通过5mol电子，约有5.6L标准状况下的丙烷被完全氧化D．通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4

5、H2O[解析]该燃料电池的化学反应原理是：C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O，B正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O，C正确；通入O2的电极为正极：O2＋4e－===2O2－，产生的O2－将向负极移动，A项错。[答案]A书写燃料电池电极反应式的方法(1)电池的负极反应物是还原性物质，失去电子发生氧化反应。电池的正极反应物是氧化性物质，得到电子发生还原反应。(2)写电极反应式时，一定要注意电解质是什么，电解质溶液的酸碱性如何，其中阴、阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应。(3)正、负两

6、极的电极反应式在得失电子相等时相加，所得电池反应必是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加反应式。一般电极反应式的书写专题：[例1](2011·安徽高考)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgClB．每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子C．Na＋不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物[解析

7、]分析元素化合价变化，推知“水电池”中Ag失去电子，作负极，电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，AgCl应为氧化产物；MnO2得到电子作正极，根据得失电子守恒，每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子；原电池工作过程中，阳离子(Na＋)应向正极运动。[答案]B若原电池正、负两极产生的阴、阳离子能与电解质溶液中的离子发生反应时，要把后续反应一并写入电极反应式中，如本题中负极反应应为Ag－e－＋Cl－===AgCl，而不是Ag－e－===Ag＋。1．想一想，连一连。a．干电池①一次电池b．铅蓄电池②二次电池c．锌锰电池③燃料电池d．

8、氢氧燃料电池④绿色电池答案：a—①，b—②，c—①，d—③、④2．人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池，其电极反应为：Zn＋2OH－－