人教版 (2019)第一节 原电池教学课件ppt

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1.知道化学电源的分类及特征 。2.能说出常见的化学电源的工作原理,会写电极反应式。3.能利用相关信息分析未知新型电池的工作原理。
一、化学电源的分类及其特点1.化学电源的分类。化学电源包括一次电池、二次电池和燃料电池等,它们都是根据原电池原理制成的。2.化学电源的优点。(1)能量转化效率较高,供能稳定可靠。(2)可以制成各种形状、大小和容量不同的电池及电池组。(3)方便携带,易于维护等。3.判断一种电池优劣的主要标准——“两看”。(1)看电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少(比能量)或输出功率的大小(比功率)。(2)看电池可储存时间的长短。
二、一次电池1.一次电池的特点。放电后不可再充电。一次电池又叫干电池,其电解质溶液为胶状,不流动。2.一次干电池的代表——碱性锌锰电池。(1)组成。正极:MnO2;负极:Zn;电解质:KOH。(2)工作原理。负极反应:Zn+2OH--2e-══Zn(OH)2;正极反应:2MnO2+2H2O+2e-══2MnO(OH)+2OH-;总反应:Zn+2MnO2+2H2O══2MnO(OH)+Zn(OH)2。(3)特点:碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好,它的比能量和可储存时间均有提高。
三、二次电池1.二次电池的特点。放电后可以再充电而反复使用的电池。二次电池又叫可充电电池或蓄电池。2.铅酸蓄电池。(1)基本构造如图所示,负极板覆盖Pb,正极板覆盖PbO2,稀硫酸作电解质溶液。(2)电池放电时的电极反应式如下。
总反应:Pb +PbO2 +2H2SO4══2PbSO4 +2H2O 。电池的充电过程与其放电过程相反。
(3)铅酸蓄电池的优缺点。①优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉,应用广泛。②缺点:比能量低、笨重等。3.新型蓄电池的特点。小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护等。
3.燃料电池的优点。(1)将化学能转化为电能的转化率高,超过80%,远高于火力发电的转化率。(2)污染小。【自主思考】 废旧电池应如何处理?为什么? 提示:废旧电池中常含有重金属、酸或碱等物质,随意丢弃会对生态环境和人体健康造成危害,应当集中回收处理。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)碱性锌锰电池是一次电池,其中MnO2是催化剂,可使锌锰电池的比能量高、可储存时间长。(　　)(2)一次电池中能发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度后,就不能继续使用了。(　　)(3)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池。(　　)(4)铅酸蓄电池放电时,正极与负极质量均增大。(　　)(5)铅酸蓄电池应用广泛主要是因为它的比能量高 。(　　)(6)燃料电池的突出优点是能量转化率高,污染小。(　　)(7)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧,然后热能转化为电能。(　　)(8)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为H2-2e-══2H+。(　　)
2.如图是锌银电池示意图,总反应为Zn+Ag2O+H2O══Zn(OH)2+2Ag。(1)写出其电极反应式。负极:　　　　　　　　　　　　　　　; 正极:　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若消耗0.65 g Zn时对外提供9.03×1021个电子的电量,则该电池将化学能转化为电能的转化率是　　　。 答案:(1)Zn+2OH--2e-══Zn(OH)2　Ag2O+H2O+2e-══2Ag+2OH-(2)75%
我们根据化学反应可以写出离子方程式或热化学方程式,根据电解质的电离情况可写出其电离方程式,根据有关信息也可以写出化学电源的电极反应式。1.常温下在铜、铝、浓硝酸组成的原电池中,如何确定原电池的电极及放电的物质?提示:常温下铝在浓硝酸中发生钝化,铜与浓硝酸反应,因此铜作负极,失电子;铝作正极,溶液中的 得电子。2.在铜、锌、稀硫酸组成的原电池中,负极和正极分别发生什么类型的反应?提示:负极失电子,发生氧化反应;正极上H+得电子,发生还原反应。
1.根据装置书写电极反应式(1)确定原电池的正、负极及放电的物质。根据题目给定的图示装置特点或相关文字叙述,结合原电池正、负极的判断方法,确定原电池的正、负极及放电的物质。
【例题】 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FeB.电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-══Fe(OH)2C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-══Ni2O3+3H2O
答案:C解析:根据电池总反应,放电时铁元素的化合价升高,镍元素的化合价降低,故铁是负极,氧化镍是正极;放电时的产物为氢氧化物,故电解质溶液是碱性溶液,所以A项、B项均正确;充电时,阴极反应与放电时的负极反应相反,为Fe(OH)2+2e-══Fe+2OH-,此时阴极附近溶液的pH增大,C项错误;根据所给的放电时的电池反应可推知D项正确。
方法技巧 二次电池的充电过程与放电过程相反,放电时为原电池,充电时为电解池。充电时,电池的正极外接直流电源的正极,作阳极,电池的负极外接直流电源的负极,作阴极。同一电极上的电极反应式,充电与放电时在形式上恰好相反;同一电极周围的溶液,充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。归纳为下图:
【变式训练】 (双选)碱性锌锰电池以KOH溶液为电解液,电池总反应式为:Zn+2MnO2+2H2O══Zn(OH)2+2MnO(OH)。下列说法错误的是(　　)。A.电池工作时,锌失去电子,电子由负极通过电解质溶液流向正极B.电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-══2MnO(OH)+2OH-C.电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性减弱D.外电路中每通过0.2 ml电子,锌的质量理论上减小6.5 g
答案:AC解析:根据电池总方程式,电池工作时,负极材料锌失去电子而发生氧化反应,失去的电子通过外电路流向正极,A项错误;MnO2获得电子发生还原反应生成MnO(OH):2MnO2+2e-→2MnO(OH)。从元素质量守恒和电荷守恒的角度考虑,并且碱性溶液中不出现H+,正极反应为2MnO2+2H2O+2e-══2MnO(OH)+2OH-,B项正确;根据电池总反应方程式,电池工作过程中,KOH物质的量不变,有水参加反应,KOH浓度增大,溶液碱性增强,C项错误;反应中,失去0.2 ml电子,理论上消耗掉0.1 ml锌,质量为6.5 g,D项正确。