1.2　第2课时　常见化学电源(一)——一次电池和二次电池 课件(共23张PPT)-高中化学鲁科版选择性必修第一册

(共23张PPT)
第2课时　常见化学电源(一)——
一次电池和二次电池
第1章　第2节　
1.了解化学电源种类并认识化学电源在实际生活中的应用。
2.掌握一次电池、二次电池的反应原理并能书写电极反应式(重、难点)。
学习目标
在生活中，你接触过这些电池吗？它们属于哪一类电池，你知道它们的工作原理及应用吗？
情景引入
一次电池及工作原理
一
1.化学电源及其分类
(1)概念：化学电源是将化学能转化为电能的实用装置。
(2)化学电源的分类
一次电池
可充电电池(二次电池)
燃料电池
化学电源
可反复充电和放电，充电时是一个电解池；放电时是一个原电池
能量利用率高，可连续使用，污染轻
只能放电，不能充电
化学电源也可按其电解质性质分为中性电池、酸性电池、碱性电池。
(3)化学电源的回收利用
使用后的废弃电池中含有大量的重金属和酸碱等有害物质，随处丢弃会给土壤、水源等造成严重的污染。废弃电池要进行回收利用。
2.一次电池
电解质溶液制成胶状，不流动的一次电池，也叫干电池。
常见的一次电池主要有酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池等。
两种锌锰干电池比较
酸性锌锰干电池 碱性锌锰干电池
示意图
电极
电解质溶液
负极材料：锌，
正极材料：石墨棒
负极反应物：锌粉，
正极反应物：二氧化锰
氯化铵和氯化锌混合液
氢氧化钾溶液
酸性锌锰干电池
碱性锌锰干电池
电池反应：
负极：
正极：
Zn－2e－===Zn2＋
电池反应：
负极：
正极：
Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH
Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O
2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
Zn＋2＋2MnO2===Mn2O3＋2NH3＋Zn2＋＋H2O
2MnO2＋2＋2e－===Mn2O3＋2NH3＋H2O
想一想，这两种锌锰干电池在使用的过程中有什么不同？
酸性锌锰干电池
碱性锌锰干电池
制作简单、价格低廉，但新电池较易发生自放电而导致存放时间较短、放电后电压下降较快等
单位质量输出的电能多且储存时间长，适用于大电流和连续放电
思考交流
1.纽扣式银锌电池
总反应式：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag，根据示意图解答：

①负极反应物为____，电极反应：_____________________________。
②正极反应物为_____，电极反应：_______________________________。
③电解质溶液是_________。
锌
Zn＋2OH－－2e－=== ZnO＋H2O
Ag2O
Ag2O＋2e－＋H2O === 2Ag＋2OH－
KOH溶液
思考交流
2.热激活电池(又称热电池)可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。
根据示意图解答：
(1)负极反应物为____，发生_____反应，电极反应式为_______________。
(2)正极反应物为______，发生_____反应，电极反应式为_______________________。
Ca
氧化
Ca－2e－===Ca2＋
PbSO4
还原
思考交流
(3)电池工作时Li＋向________________移动。
(4)常温时，电池不能释放电能的原因是_____
_______________________________________
_____________。
正极(硫酸铅电极)
常温
下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不能产生电流
题目中给出电池总反应式的电极反应式书写
(1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。
(2)若某一电极反应较难书写，可先写出较简单的电极反应式，然后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。
归纳总结
二次电池
二
1.二次电池
又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。
2.实例分析——铅蓄电池
PbO2
Pb
放电反应和充电反应总反应式表示如下：
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
放电反应：
负极反应式：
正极反应式：
Pb＋－2e－===PbSO4
PbO2＋4H＋＋＋2e－===PbSO4＋2H2O
放电过程中，负极的质量增大，稀H2SO4的浓度减小。
2.实例分析——铅蓄电池
PbO2
Pb
放电反应和充电反应总反应式表示如下：
Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。
充电反应：
阴极反应式：
PbSO4 == Pb＋－ 2e－
PbSO4＋2H2O == PbO2＋4H+＋＋2e－
阳极反应式：
充电时，正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连
优点
缺点
电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
单位质量电池释放的电能少
思考交流
1.一种可充电锂离子电池——钴酸锂-石墨锂电池，其电池反应为LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋Cy。
(1)写出电池放电时的电极反应式。
负极：______________________；
正极：_______________________________。
(2)简述放电和充电过程中Li＋运动情况。
LixCy－xe－===xLi＋＋Cy
Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2
答案　放电时，锂离子从石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中；充电时，锂离子从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极，嵌入石墨中。
思考交流
2.磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池，电
池总反应为Li1－xFePO4＋LixC6 LiFePO4＋C6，其原理如图所示：
(1)放电时，负极是________，Li＋移向_________电极，正极的电极反应式为________________________________。
石墨电极
磷酸铁锂
Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋===LiFePO4
(2)充电时，原电池的负极称为阴极，正极称为阳极。阴极反应式为
______________________；阳极反应式为_________________________
_______。
C6＋xLi＋＋xe－=== LixC6
LiFePO4－xe－===Li1－xFePO4
＋xLi＋
归纳总结
(1)二次电池充电时的电极连接方法——正接正，负接负。
(2)充电时的电极反应式的书写
放电时的负极反应式 充电时的阴极反应式
放电时的正极反应式 充电时的阳极反应式