化学人教版（2019）必修第二册6.1.3化学电池（共22张ppt）

(共22张PPT)
化学电池
第3课时
第一节　化学反应与能量变化
情景引入
电池多种多样，其实质和原理是都是通过氧化还原反应将化学能转变成电能。
1.一次电池
(1)特点：电池放电后 充电(内部的氧化还原反应 逆向进行)，如锌锰干电池属于一次电池。
(2)锌锰干电池的构造如图所示。
①锌筒为 ，电极反应是 。
②石墨棒为 ，最终被还原的物质是 。
③NH4Cl糊的作用是 。
目标一 一次电池 二次电池
不能
无法
负极
Zn－2e－===Zn2＋
正极
二氧化锰
作电解质溶液
锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，锌外壳变薄，最后内部的糊状电解质会泄露出来，使电器腐蚀。为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH4Cl糊换成湿的KOH，制成了碱性锌锰电池。
总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)。
写出负极的电极反应式：____________________________。
思考1
Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
2.二次电池(充电电池)
(1)特点：二次电池在放电时所进行的 ，在充电时可以 ，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。
(3)常见的充电电池： 电池、 电池、 电池等。
氧化还原反应
逆向进行
铅酸蓄
镍氢
锂离子
铅酸蓄电池常用作汽车电瓶，其构造如图所示，工作时该电池总反应为Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
按要求回答下列问题：
(1)负极材料是_____，正极材料是______，电解质溶液是______。
(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向___________极。
思考2
(3)工作时，电解质溶液中硫酸的浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
Pb
PbO2
硫酸
PbO2(或正)
减小
负极每个铅原子失去2e-，就生成一个PbSO4 ,负极增加一个。
(4)当铅酸蓄电池向外电路提供2 mol电子时，理论上负极板的质量增加____ g。
96
铅酸蓄电池的电极反应：
某普通锌锰干电池的结构如图所示。下列说法正确的是
A.锌筒是原电池的正极
B.石墨电极上发生氧化反应
C.铵根离子流向石墨电极
D.电子经石墨棒沿电解质溶液流向锌筒
练习1
√
锌筒作负极
石墨棒作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应
电子经导线由负极锌筒流向石墨棒
(2022·浙江舟山调研)氟离子电池是一种前景广阔的新型电池，其能量密度是目前锂电池的十倍以上。其中一种氟离子电池的工作原理为3Mg＋2BiF3
3MgF2＋2Bi(MgF2为难溶盐)，电解质为熔融氟化物。下列说法正确的是
A.放电时，负极的电极反应式为Mg－2e－＋2F－===MgF2
B.放电时，电子从镁电极流出，经电解质流向正极
C.放电时，化学能完全转化为电能
D.放电时，F－向正极移动
√
练习2
电子从镁电极流出，经导线流向正极
还有部分转化为热能等
F－向负极移动
1.概念
一种将燃料(如氢气、甲烷、乙醇)和氧化剂(如氧气)的化学能直接转化为电能的电化学反应装置。
目标二 燃料电池
与其他电池区别：
反应物不是储存在电池内。
小型高性能燃料电池
2.特点
(1)清洁、安全、高效等。
(2)能量转化率可以达到 以上。
(3)反应物不是储存在电池内部，而是从
外部提供，供电量易于调节。
3.应用
在航天、军事、交通等领域有广阔的应用
前景。
目标二 燃料电池
80%
(1)氢氧燃料电池的总反应方程式如何书写？
思考1
提示　燃料电池相当于燃料的燃烧，氢氧燃料电池的总反应为2H2＋O2===2H2O。
4.氢氧燃料电池
(2)如何判断氢氧燃料电池的正、负极？
提示　分析总反应的方程式可知，氢气失电子化合价升高，在负极上反应，氧气得电子化合价降低，在正极上反应。其规律是通燃料的一极做负极，通氧气的一极做正极。
氢氧燃料电池正、负极反应如下：
电解质溶液 负极 正极
酸性(H＋)
碱性(OH－)
特别提醒　在书写电极反应式时应看清溶液的酸碱性；
酸性条件下不出现OH－，碱性条件下不出现H＋。
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
氢氧燃料电池在不同介质中的总反应相同，但正、负极反应与电解质溶液有关，写出导电介质为固体电解质时的正、负极反应。
思考2
介质 电池反应：2H2＋O2===2H2O
负极 ________________________
正极 _________________
负极 _________________
正极 _______________________
2H2－4e－＋2O2－===2H2O
O2＋4e－===2O2－
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
正误判断
(1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电(　　)
(2)燃料电池中，燃料在正极上发生氧化反应(　　)
(3)氢氧燃料电池将热能直接转变为电能(　　)
(4)原电池中正极材料一定发生还原反应(　　)
(5)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子(　　)
练习1
×
×
×
×
×
(2022·江西新余第一中学高一期末)国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾”燃料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是
练习2
A.电池工作时，电解质溶液中的H＋向b极移动
B.a极发生的电极反应为H2＋2e－＋2OH－===2H2O
C.b极为正极，发生氧化反应
D.当外电路有1 mol电子转移时，b极消耗5.6 L O2
√
H2－2e－===2H＋
发生还原反应
未说明是否是标准状况
课堂小结
化学电池
干电池
（一次电池）
充电电池（二次电池）
燃料电池
碱性锌锰电池
铅蓄电池（Pb-PbO2-H2SO4）
氢氧燃料电池
锂离子电池
镍氢电池
普通锌锰干电池
甲烷燃料电池
1
2
3
自我测试
1.下列电池工作时，O2在正极得电子的是
4
A B C D

锌锰干电池 铅酸蓄电池 氢氧燃料电池 镍镉电池
√
2.镍氢电池是可充电电池，它的总反应是 H2＋NiO(OH)===Ni(OH)2，根据此反应判断，下列说法正确的是
A.电池放电时，电池负极周围溶液的碱性不断增大
B.电池放电时，镍元素被氧化
C.电池放电时，氢元素被还原
D.电池放电时，通入H2的一极是负极
自我测试
1
2
3
√
4
负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O
正极反应式为NiO(OH)＋H2O＋e－===OH－＋Ni(OH)2
自我测试
1
2
3
3.(2022·黑龙江大庆中学高一期中)纽扣电池可作计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，用KOH溶液作电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O===2Ag＋ZnO。关于该电池下列叙述不正确的是
A.电池的正极发生还原反应
B.Zn为负极，发生氧化反应，反应过程中失去电子
C.电池工作时，电解质溶液中的阳离子移向正极
D.电池使用时，电子由Zn极经电解质溶液流向Ag2O极
4
√
牢记：电子不下水，离子不上岸
自我测试
1
2
3
4.燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，若电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是
A.负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B.负极反应式：CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O
C.随着放电的进行，溶液的OH－浓度不变
D.放电时溶液中的阴离子向负极移动
4
√
为正极反应式
CO2不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成
部分碱和二氧化碳反应，溶液的c(OH－)将减小