《高中化學 第3章 課題1 電池探秘同步課件 魯教版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學 第3章 課題1 電池探秘同步課件 魯教版選修1（40頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第3 3章合理利用化學能源章合理利用化學能源課題課題1 1電池探秘電池探秘 欄目鏈接 人類自從鉆木取火開始，就對化學反應中釋放出來的光能人類自從鉆木取火開始，就對化學反應中釋放出來的光能和熱能開始了歷史悠久的利用。隨著人類對化學這門學科的和熱能開始了歷史悠久的利用。隨著人類對化學這門學科的不斷探索，一些科學家發(fā)現(xiàn)除了熱能和光能，我們還能從化不斷探索，一些科學家發(fā)現(xiàn)除了熱能和光能，我們還能從化學變化中得到另一種形式的能量學變化中得到另一種形式的能量電能。今天，人類從化電能。今天，人類從化學變化中得到電能的具體應用已經(jīng)滲透到我們生活中的方方學變化中得到電能的具體應用已經(jīng)滲透到我們生活中的方方面面
2、，其中最主要的代表產(chǎn)品就是電池。電池的發(fā)明已經(jīng)有面面，其中最主要的代表產(chǎn)品就是電池。電池的發(fā)明已經(jīng)有200200多年的歷史了，它與我們的生活十分密切。同學們都是多年的歷史了，它與我們的生活十分密切。同學們都是生活中的有心人，知道在我們身邊有多種不同的電池。那么，生活中的有心人，知道在我們身邊有多種不同的電池。那么，你知道電池是怎么發(fā)明的嗎？你知道電池是怎么發(fā)明的嗎？ 欄目鏈接 欄目鏈接一、電池是怎樣工作的一、電池是怎樣工作的 1 1電池是把電池是把_轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成_的裝置，其實質(zhì)的裝置，其實質(zhì)是發(fā)生了是發(fā)生了_反應。以銅、鋅原電池為例，反應。以銅、鋅原電池為例，_片失去電子，電子經(jīng)導線流向片失去
3、電子，電子經(jīng)導線流向_片，溶液中的片，溶液中的H H從從_片上得到電子被片上得到電子被_成氫原子，繼而結(jié)合成成氫原子，繼而結(jié)合成氫分子，在氫分子，在_片上放出，其中電子流出的極為片上放出，其中電子流出的極為_極，發(fā)生極，發(fā)生_反應，電子流入的極為反應，電子流入的極為_極，發(fā)生極，發(fā)生_反應，總的電池反應式為反應，總的電池反應式為_?；瘜W能化學能電能電能氧化還原氧化還原鋅鋅銅銅銅銅還原還原銅銅負負氧化氧化正正還原還原Zn2H=Zn2H2 欄目鏈接2 2形成原電池的條件。形成原電池的條件。(1)_(1)_；(2)_(2)_；(3)_(3)_；(4)_(4)_?；顫娦圆煌碾姌O活潑性不同的電極電解質(zhì)
4、溶液電解質(zhì)溶液閉合回路閉合回路自發(fā)進行的氧化還原反應自發(fā)進行的氧化還原反應 欄目鏈接二、認識幾種電池二、認識幾種電池 1 1鋅錳干電池的組成：鋅錳干電池以外圍的鋅筒作鋅錳干電池的組成：鋅錳干電池以外圍的鋅筒作_極，插在電池中心的碳棒與頂端的金屬帽相連作極，插在電池中心的碳棒與頂端的金屬帽相連作_極，極，選用選用_作電解質(zhì)。用該電解質(zhì)溶液拌濕的作電解質(zhì)。用該電解質(zhì)溶液拌濕的_和和_及少量及少量_填充在鋅筒與碳棒之間。填充在鋅筒與碳棒之間。 2 2鋅錳干電池的工作原理：鋅錳干電池工作時，鋅筒上的鋅錳干電池的工作原理：鋅錳干電池工作時，鋅筒上的鋅原子失去電子，電子通過外電路、金屬帽流向碳棒，電池鋅原
5、子失去電子，電子通過外電路、金屬帽流向碳棒，電池內(nèi)部的內(nèi)部的_從碳棒上得到電子被還原。電池內(nèi)部填充的從碳棒上得到電子被還原。電池內(nèi)部填充的石墨不參與化學反應，僅起石墨不參與化學反應，僅起_作用。作用。負負正正氯化銨氯化銨二氧化錳二氧化錳石墨石墨氯化鋅氯化鋅二氧化錳二氧化錳導電導電 欄目鏈接 3 3鉛蓄電池：鉛酸蓄電池的一組鉛板的孔穴中填充鉛蓄電池：鉛酸蓄電池的一組鉛板的孔穴中填充_作正極，另一組鉛板的孔穴中填充海綿狀作正極，另一組鉛板的孔穴中填充海綿狀_作負極，選用作負極，選用_作為電解質(zhì)。這種電池發(fā)作為電解質(zhì)。這種電池發(fā)生的氧化還原反應的方程式為：生的氧化還原反應的方程式為：_。二氧化鉛二氧
6、化鉛金屬鉛金屬鉛稀硫酸稀硫酸PbPbPbOPbO2 22H2H2 2SOSO4 4 2PbSO2PbSO4 42H2H2 2O O放電充電 欄目鏈接 4 4氫氧燃料電池：氫氧燃料電池一般以惰性金屬氫氧燃料電池：氫氧燃料電池一般以惰性金屬_作為正、負極材料，在負極消耗作為正、負極材料，在負極消耗_，在正，在正極消耗極消耗_，電解質(zhì)通常選用，電解質(zhì)通常選用_，所發(fā)生的氧，所發(fā)生的氧化還原反應為：化還原反應為：_。鉑鉑氫氣氫氣氧氣氧氣氫氧化鉀氫氧化鉀2H2O2=2H2O 欄目鏈接 欄目鏈接知識點一原電池的組成及工作原理知識點一原電池的組成及工作原理1 1原電池的概念。原電池的概念。將化學能轉(zhuǎn)化為電能
7、的裝置。將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2 2原電池的構(gòu)成條件。原電池的構(gòu)成條件。(1)(1)兩個活潑性不同的電極兩個活潑性不同的電極( (或金屬與導電的非金屬或金屬與導電的非金屬) )。負極：活潑性強、失去電子發(fā)生氧化反應；負極：活潑性強、失去電子發(fā)生氧化反應；正極：活潑性弱、得到電子發(fā)生還原反應。正極：活潑性弱、得到電子發(fā)生還原反應。 欄目鏈接(2)(2)兩電極插入同一電解質(zhì)溶液中。兩電極插入同一電解質(zhì)溶液中。(3)(3)形成閉合回路。形成閉合回路。(4)(4)能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應。能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應。 欄目鏈接 3 3原電池的工作原理原電池的工作原理( (以銅鋅電池為例以銅鋅電池為例
8、) )。 (1)(1)工作原理。工作原理。 鋅片失去電子，電子經(jīng)導線流向銅片，溶液中的鋅片失去電子，電子經(jīng)導線流向銅片，溶液中的H H從銅從銅片上得到電子被還原成氫原子，繼而結(jié)合成氫分子在銅片片上得到電子被還原成氫原子，繼而結(jié)合成氫分子在銅片上放出。上放出。 (2)(2)電極名稱。電極名稱。 負極：電子流出的電極負極：電子流出的電極( (發(fā)生氧化反應的一極發(fā)生氧化反應的一極) )； 正極：電子流入的電極正極：電子流入的電極( (發(fā)生還原反應的一極發(fā)生還原反應的一極) )。 欄目鏈接 (3)(3)電極反應式。電極反應式。 負極：負極：ZnZnZnZn2 22e2e 正極：正極：2H2H2e2eH
9、 H2 2 總反應式：總反應式：ZnZn2H2H=Zn=Zn2 2H H2 2 4 4實質(zhì)。實質(zhì)。 原電池產(chǎn)生電流的實質(zhì)，是發(fā)生了氧化還原反應。電子原電池產(chǎn)生電流的實質(zhì)，是發(fā)生了氧化還原反應。電子由負極流向正極產(chǎn)生電流。由負極流向正極產(chǎn)生電流。 欄目鏈接 例例1 1 (2013(2013廣東學業(yè)水平考試改編題廣東學業(yè)水平考試改編題) )下列裝置中能夠下列裝置中能夠發(fā)生原電池反應的是發(fā)生原電池反應的是( () ) 答案：答案：C C 欄目鏈接變變 式式應應 用用1 1下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的描述不正確的是( () )A A銅鋅組成的原電池中電子是從鋅經(jīng)過導線流向銅銅鋅組
10、成的原電池中電子是從鋅經(jīng)過導線流向銅B B把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡現(xiàn)氣泡C C把銅片插入把銅片插入FeClFeCl3 3溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D D把鋅片放入盛有鹽酸的試管中，再加入幾滴把鋅片放入盛有鹽酸的試管中，再加入幾滴CuClCuCl2 2溶液，溶液，氣泡放出速率加快氣泡放出速率加快 欄目鏈接變變 式式應應 用用 解析：解析：銅只能將銅只能將FeFe3 3還原為還原為FeFe2 2，而不會繼續(xù)將，而不會繼續(xù)將FeFe2 2還原為鐵，故還原為鐵，故C C項不正確。項不正確。 答案：答
11、案：C C 欄目鏈接知識點二原電池正負極的判斷知識點二原電池正負極的判斷 1 1由組成電極的材料判斷，一般是活潑性較強的金屬為由組成電極的材料判斷，一般是活潑性較強的金屬為負極，活潑性弱的金屬或能導電的非金屬為正極。負極，活潑性弱的金屬或能導電的非金屬為正極。 2 2根據(jù)電流方向或電子流向判斷，電流是由正極流向負根據(jù)電流方向或電子流向判斷，電流是由正極流向負極，電子是由負極流向正極。極，電子是由負極流向正極。 3 3根據(jù)原電池內(nèi)離子的定向移動判斷，在原電池的電解根據(jù)原電池內(nèi)離子的定向移動判斷，在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極。質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極。 欄
12、目鏈接 4 4根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化判斷，負極總是失電子根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化判斷，負極總是失電子發(fā)生氧化反應，正極得電子發(fā)生還原反應。發(fā)生氧化反應，正極得電子發(fā)生還原反應。 5 5根據(jù)現(xiàn)象判斷，溶解的一極為負極，質(zhì)量增加或有根據(jù)現(xiàn)象判斷，溶解的一極為負極，質(zhì)量增加或有氣泡放出的一極是正極。氣泡放出的一極是正極。 欄目鏈接 例例2 2 某原電池總反應離子方程式為某原電池總反應離子方程式為2Fe2Fe3 3Fe=3FeFe=3Fe2 2，能實現(xiàn)該反應的原電池是能實現(xiàn)該反應的原電池是( () )A A正極為銅，負極為鐵，電解質(zhì)溶液為正極為銅，負極為鐵，電解質(zhì)溶液為FeClFeCl3 3溶液溶液
13、B B正極為銅，負極為鐵，電解質(zhì)溶液為正極為銅，負極為鐵，電解質(zhì)溶液為Fe(NOFe(NO3 3) )2 2溶液溶液C C正極為鐵，負極為鋅，電解質(zhì)溶液為正極為鐵，負極為鋅，電解質(zhì)溶液為FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液溶液D D正極為銀，負極為鐵，電解質(zhì)溶液為正極為銀，負極為鐵，電解質(zhì)溶液為CuSOCuSO4 4溶液溶液 欄目鏈接 解析：解析：由電池反應式知鐵做負極，正極是不如鐵活潑由電池反應式知鐵做負極，正極是不如鐵活潑的金屬或非金屬，電解質(zhì)溶液為含的金屬或非金屬，電解質(zhì)溶液為含F(xiàn)eFe3 3的溶液，故選的溶液，故選A A。 答案：答案：A A 欄目鏈接變變 式式應應 用用2
14、(2013北京海淀區(qū)會考北京海淀區(qū)會考)在右圖所示的原電池中，下列在右圖所示的原電池中，下列說法正確的是說法正確的是() 欄目鏈接變變 式式應應 用用A A銅極上有氣泡產(chǎn)生銅極上有氣泡產(chǎn)生B BZnZn為正極，銅為負極為正極，銅為負極C C負極反應：負極反應：2H2H 2e2e= H= H2 2 D該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能該裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能答案：答案：A A 欄目鏈接知識點三鋅錳干電池知識點三鋅錳干電池 欄目鏈接2 2實際問題及解決辦法實際問題及解決辦法 。(1)NH(1)NH3 3的消除。的消除。4NH4NH3 3ZnZn2 2=Zn(NH=Zn(NH3 3) )4 4 2 2；(2)
15、H(2)H2 2的消除。的消除。2MnO2MnO2 2H H2 2=Mn=Mn2 2O O3 3H H2 2O O； 欄目鏈接(3)(3)避免漏液。避免漏液。將將NHNH4 4ClCl制成糊狀并密封；制成糊狀并密封；(4)(4)增加糊狀增加糊狀NHNH4 4ClCl導電性。導電性。在糊狀在糊狀NH4Cl中拌入易導電的石墨粉。中拌入易導電的石墨粉。 欄目鏈接3 3結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 欄目鏈接 例例3 3 鋅錳干電池在放電時，電池總反應方程式可以表示鋅錳干電池在放電時，電池總反應方程式可以表示為：為：ZnZn2MnO2MnO2 22H2H=Zn=Zn2 2MnMn2 2O O3 3H H2 2O O，在
16、此電池放電，在此電池放電時，正極時，正極( (碳棒碳棒) )上發(fā)生還原反應的是上發(fā)生還原反應的是( () )A AZnZnB B碳棒碳棒C CMnOMnO2 2 D DH H 解析：解析：MnOMnO2 2得電子生成得電子生成MnMn2 2O O3 3，發(fā)生了還原反應，發(fā)生了還原反應 答案：答案：C C 欄目鏈接變變 式式應應 用用 3 3ZnMnOZnMnO2 2干電池應用廣泛，其電解質(zhì)溶液是干電池應用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnClZnCl2 2NHNH4 4ClCl混合溶液?；旌先芤?。 (1) (1)該電池的負極材料是該電池的負極材料是_；電池工作時，電子流；電池工作時，電子流向向_(_(填
17、填“正極正極”或或“負極負極”)”)。 (2) (2)若若ZnClZnCl2 2NHNH4 4ClCl混合溶液中含有雜質(zhì)混合溶液中含有雜質(zhì)CuCu2 2，會加速某，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是電極的腐蝕，其主要原因是_。 欲除去欲除去CuCu2 2，最好選用下列試劑中的，最好選用下列試劑中的_(_(填代號填代號) )。 a aNaOH bNaOH bZn cZn cFe dFe dNHNH3 3HH2 2O O 欄目鏈接變變 式式應應 用用 解析：解析：(1)(1)鋅錳干電池的負極為活潑的鋅，電子從負極流鋅錳干電池的負極為活潑的鋅，電子從負極流向正極。向正極。 (2)(2)鋅可以置換銅，形
18、成銅鋅原電池，加速鋅片的腐蝕。鋅可以置換銅，形成銅鋅原電池，加速鋅片的腐蝕。用鋅置換銅不會引入新雜質(zhì)。用鋅置換銅不會引入新雜質(zhì)。 答案：答案：(1)Zn(1)Zn正極正極 (2)(2)鋅與還原出來的鋅與還原出來的CuCu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b b 欄目鏈接知識點四燃料電池知識點四燃料電池 1 1燃料電池：把能源中的燃料燃燒反應的化學能直接燃料電池：把能源中的燃料燃燒反應的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)換器”。 燃料電池中，氫氣、甲烷、煤氣等燃料作負極燃氣；燃料電池中，氫氣、甲烷、煤氣等燃料作負極燃氣；氧氣、空氣、氯氣等氧化劑作正極助燃氣
19、。氧氣、空氣、氯氣等氧化劑作正極助燃氣。 欄目鏈接2 2氫氧燃料電池。氫氧燃料電池。 欄目鏈接 用氫氣和氧氣作為電極燃氣，鉑或活性炭作電極，用氫氣和氧氣作為電極燃氣，鉑或活性炭作電極，40%40%的的氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液。氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液。負極反應式：負極反應式：2H2H2 24OH4OH4e4e=4H=4H2 2O O正極反應式：正極反應式：O O2 22H2H2 2O O4e4e=4OH=4OH總反應式：總反應式：2H2H2 2O O2 2=2H=2H2 2O O 欄目鏈接 3 3甲烷甲烷氧氣燃料電池：用甲烷和氧氣作為電極燃氧氣燃料電池：用甲烷和氧氣作為電極燃料，鉑作電極，料，
20、鉑作電極，40%40%的氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液。的氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液。負極反應式：負極反應式：CHCH4 410OH10OH8e8e=CO =CO 7H7H2 2O O正極反應式：正極反應式：2O2O2 24H4H2 2O O8e8e=8OH=8OH總反應式：總反應式：CHCH4 42O2O2 22OH2OH=CO =CO 3H3H2 2O O 4 4優(yōu)點：效率高，無污染，裝置可重復使用。優(yōu)點：效率高，無污染，裝置可重復使用。 欄目鏈接2323 例例4 4 氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應原理示氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上，其反應原理示意圖如下，下列有關(guān)氫氧燃料電池的說法正
21、確的是意圖如下，下列有關(guān)氫氧燃料電池的說法正確的是( () ) 欄目鏈接A A該電池工作時電能轉(zhuǎn)化為化學能該電池工作時電能轉(zhuǎn)化為化學能B B該電池中電極該電池中電極a a是正極是正極C C該電池的總反應為該電池的總反應為2H2H2 2O O2 2=2H=2H2 2O OD D外電路中電子由電極外電路中電子由電極b b通過導線流向電極通過導線流向電極a a 欄目鏈接 解析：解析：該電池是化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故該電池是化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故A A項錯誤；項錯誤；a a極為負極，故極為負極，故B B項錯誤；電子從項錯誤；電子從a a極通過導線流向極通過導線流向b b極，故極，故D D項錯誤。
22、項錯誤。 答案：答案：C C 欄目鏈接變變 式式應應 用用 4 4下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是下列敘述不正確的是( () ) 欄目鏈接變變 式式應應 用用A Aa a電極是負極電極是負極B. bB. b電極的電極反應為：電極的電極反應為： 4OH 4OH4e4e =2H =2H2 2O OO O2 2C C氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源D D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置 欄目鏈接變變 式式應應 用用 解析：解析：b b電極的電極反應正確的為：電極的電極反應正確的為：2H2H2 2O OO O2 2 4e4e =4OH=4OH。 答案：答案：B B 欄目鏈接
高中化學 第3章 課題1 電池探秘同步課件 魯教版選修1
