鲁科版高中化学选择性必修1第1章化学反应与能量转化1.2.2化学电源课件（23张）

(共23张PPT)
第2节 化学能转化为电能—电池
第2课时 化学电源
学习目标
1.掌握原电池原理，能用原电池原理解释生活中的化学电源原理。
2．会分析化学电源及新型化学电源的原理，会写出电极反应，会分析离子导体中的离子移动方向。
3、会利用原电池原理设计简单的燃料电池。
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1、原电池的工作原理(以铜锌原电池为例)
知识回顾
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2．原电池正负极的判断
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一、各种化学电源
电极反应方程式：
负极：
正极：
Zn+2OH-–2e-= ZnO+H2O
2MnO2+ 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH-
反应总的方程式
Zn + 2MnO2+ H2O = ZnO + 2MnO(OH)
⑴碱性锌锰干电池
⑵铅蓄电池
电极反应式：
电池总反应方程式
负极：2H2+4OH--4e-=4H2O
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
电池反应为：2H2+O2=2H2O
⑶碱性氢氧燃料电池
电极反应式：
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1.银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器漫入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是
A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银
C．该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+Al2S3
D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
【答案】B
三、普通原电池
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2.某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是(　　)
A．正极为Cu,负极为Fe,电解质为FeCl3溶液
B．正极为C,负极为Fe,电解质为Fe(NO3)3溶液
C．正极为Fe,负极为Zn,电解质为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为Ag,负极为Fe,电解质为CuSO4溶液
CD
练习
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1、铜锌原电池(如图)工作时,下列叙述正确的是( )
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
BC
四、盐桥原电池
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2．为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：
(1)此装置工作时，可以观察到的现象是______________________________
________________________________________，
电池总反应式为_________________________。
(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成__ ______，铜和铜盐溶液组成 ，中间通过盐桥连接起来。
(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO42- 向________移动，硫酸铜溶液中SO42－向________移动。
(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。在工作时，K＋移向 。
电流计指针发生偏转，
锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出
Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu
锌半电池
铜半电池
锌电极
盐桥
离子
正极区(CuSO4溶液)
练习
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3．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是____；电解质溶液Y是__________；
(2)银电极为原电池的_ ___极，发生的电极反应为 ；
X电极上发生的电极反应为 ；
(3)外电路中的电子是从_______电极流向_______电极。
Cu
AgNO3
正
Ag＋(aq)＋e－=Ag(s)
Cu(s)－2e－=Cu2＋(aq)
Cu
Ag
练习
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③当在外电路中通过导线的电子的物质的量为 0.2 mol时；
铜电极质量减少 g， 银电极的质量增加 g；盐桥中有 mol
NO3-进入正极区 ；
练习
Cu－2e－=Cu2＋
2Ag+＋2e－＝2Ag
6.4
21.6
0.2
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五、燃料原电池
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1、一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：
2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O
有关此电池的推断正确的是( )
A．负极反应为14H2O+7O2+28e－==28OH－
B．放电一段时间后，负极周围的pH升高
C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol
D．放电过程中KOH的物质的量浓度不变
C
五、燃料原电池
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2、乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 ℃左右时供电，电池总反应式为C2H5OH＋3O2 =2CO2＋3H2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A．电池工作时，质子向电池的负极迁移
B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极
C．a极上发生的电极反应是
C2H5OH＋3H2O＋12e－=2CO2↑＋12H＋
D．b极上发生的电极反应是
2H2O＋O2＋4e－=4OH－
B
练习
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3.瓦斯分析仪(如图甲)工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移动。下列有关叙述中正确的是(　　)
A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a
B．电极b是正极，O2－由电极a流向电极b
C．电极a的反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O
D．当固体电解质中有1 mol O2－通过时，转移4 mol电子　
C
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4、用两根铂丝作为电极插入KOH溶液中,再分别向两极通入甲烷气体和氧气,可形成原电池—燃料电池,该电池放电时发生的反应为CH4＋2KOH＋2O2===K2CO3＋3H2O。下列说法错误的是( )
A.通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极
B.放电时，通入O2一极附近溶液的pH升高
C.放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化
D.通甲烷极的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－=== CO32－＋7H2O
C
练习
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5、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O 3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是( )
A.放电时负极反应为Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为Fe(OH)3－3e－＋5OH－=FeO42- ＋4H2O
C.放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D.放电时正极附近溶液的碱性增强
C
练习
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6、原电池是化学对人类的一项重大贡献。
(1)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是 (填“a”或“b”)电极，该极的电极
反应 。
②电池工作一段时间后电解质溶液的pH (填“增大”
“减小”或“不变”)。
CH4+10OH--8e-=CO32- +7H2O
减小
a
练习
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六、“有膜” 原电池
离子交换膜的类型
(1)阳离子交换膜：只允许阳离子通过；
(2)阴离子交换膜：只允许阴离子通过；
(3)质子交换膜：只允许质子通过。
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1.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ）
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO42－)减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
C
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1、我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi
C.放电时，a极锂的化合价发生变化
D.放电时，溶液中Li＋从b向a迁移
C
七、“新型”原电池
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