人教版高中化学选择性必修1化学反应原理精品课件 第四章 第一节 第2课时 化学电源.ppt

③工作原理:铅酸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过程。a.放电过程的电极反应、总反应:铅酸蓄电池放电时,正极和负极质量均变大,硫酸浓度减小b.铅酸蓄电池的充电过程与其放电过程相反。(3)燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)①构造:②工作原理:燃料电池的两电极不参与反应,而是燃料和氧化剂分别在两极反应H2-2e-＝2H+3.废旧电池的危害与处理(1)危害:废旧电池中常含有重金属、酸和碱等物质,若随意丢弃,会对生态环境和人体健康造成危害。(2)处理方法:回收处理。教材阅读想一想阅读教材铅酸蓄电池的知识。思考:在铅酸蓄电池放电过程中,电路中若通过2mol电子,则正极质量会发生怎样的变化?变化多少克?消耗硫酸的物质的量是多少?提示正极质量增加64g,消耗硫酸的物质的量为2mol。易错辨析判一判(1)碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、锂离子电池都属于二次电池。()(2)燃料电池工作时需要点燃条件才可发生。()(3)燃料电池的燃料可以是氢气、烃、甲醇、氨等物质。()(4)废电池须进行集中处理的目的是防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染。()×提示碱性锌锰电池属于一次电池。×提示燃料电池工作时不需要点燃。√√重难探究?能力素养全提升探究一新型化学电源的工作原理情境探究一种充电电池的原料为H2,其电池反应为H2+2NiOOH2Ni(OH)2,它具有比能量多等优点,常作为电动汽车、卫星等的电源。(1)该电池内电解质溶液呈酸性还是碱性?(2)放电时的电极反应式如何书写?(3)电池充电时能量发生怎样的变化?提示呈碱性。提示负极:H2+2OH--2e-＝2H2O正极:2NiOOH+2H2O+2e-＝2Ni(OH)2+2OH-提示电能转化为化学能。方法突破电极反应式书写的一般步骤【例1】有一种电池,它的一个电极材料是NiO2(在碱中NiO2氧化性比O2更强,还原产物是+2价的镍的化合物),另一电极是铁,电解质溶液是21%的氢氧化钾溶液。下列对电池的叙述和有关反应正确的是()A.此电池不用密封B.铁是负极,放电时,铁失电子生成能自由移动的Fe2+,负极电极反应式为Fe-2e-＝Fe2+C.放电时,正极反应为NiO2+2e-＝Ni2++2O2-D.放电时的总反应为Fe+NiO2+2H2O＝Fe(OH)2+Ni(OH)2应用体验考题点睛答案D解析因该电池的电解质溶液是KOH溶液,应防止与空气接触,否则KOH会与空气中的CO2发生反应生成K2CO3,并且负极产生的Fe(OH)2也容易被空气中的O2氧化生成Fe(OH)3,所以A项错误;在KOH溶液中,负极反应的产物是Fe(OH)2:Fe-2e-+2OH-＝Fe(OH)2,正极反应为NiO2+2e-+2H2O＝Ni(OH)2+2OH-,因此B、C项均错误。易错提醒在原电池反应中,当Fe为负极时,Fe失去电子一般变为Fe2+,而不是Fe3+。变式训练1锂电池是新一代高能电池,目前已研发出多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2＝LiMnO2。下列说法正确的是()A.Li是正极,MnO2是负极B.放电时负极的反应:Li-e-＝Li+C.放电时正极的反应:Mn+e-＝MnO2D.电池放电时,产生高锰酸根离子答案B解析Li在负极发生反应Li-e-＝Li+,MnO2在正极发生反应MnO2+e-＝Mn。探究二常见的燃料电池情境探究设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是21世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气[以壬烷(C9H20)代表汽油],电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-。(1)该电池放电时发生的化学方程式如何书写?提示该电池放电时发生的化学反应就是壬烷与O2的化学反应:C9H20+14O2＝9CO2+10H2O。(2)该电池的正极反应如何书写?负极发生什么反应?(3)固体电解质里的O2-的移动方向是怎样的?(4)若用KOH溶液代替固体电解质,则放电时负极电极反应式如何书写?提示该电池的正极是氧气得电子,电极反应式为O2+4e-＝2O2-。负极失去电子发生氧化反应。提示原电池中阴离子(O2-)向负极移动。方法突破书写燃料电池电极反应式的三个步骤应用体验【例2】燃料电池是一种利用能源物质的新形式,比如我们可用熔融的K2CO3作电解质,惰性材料作电极,一极通入CH2=CH2,另一极通入O2