《创新课堂》第六章 3 第一节 第3课时 化学电池 （课件）化学必修二人教版

(共39张PPT)
第一节　化学反应与能量变化
第3课时　化学电池
【学习目标】1.知道一次电池、二次电池、燃料电池等化学电池的特点。
2.掌握构成化学电池的基本要素，了解常见化学电池的工作原理。
知识点一
PART
01
第一部分
知识点一　一次电池　二次电池
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。
不能
无法
(2)锌锰干电池的构造如下图所示。

①锌筒为__________，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。
②石墨棒为__________，最终被还原的物质是____________。
③NH4Cl糊的作用是________________。
负极
正极
二氧化锰
作电解质溶液
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。
氧化还原反应
逆向进行
(1)该电池的正、负极材料分别是什么？写出电极反应式。
(2)工作时，电解质溶液中的H＋移向何极？电解质溶液中硫酸的浓度如何变化？
提示：PbO2(或正极)；减小。
(3)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多少？
提示：96 g。
1.碱性锌锰干电池的价格低廉、便于携带，获得了广泛的应用，电池构造如下图所示。下列判断正确的是(　　)
A．碱性锌锰干电池是二次电池
B．Zn为负极，MnO2为正极
C．工作时电子由MnO2经外电路流向Zn
D．Zn电极发生还原反应，MnO2电极发生氧化反应
√
解析：碱性锌锰干电池不可重复使用，是一次电池，故A错误；
Zn失电子发生氧化反应，为负极，MnO2得电子发生还原反应，为正极，故B正确，D错误；
工作时电子由Zn经外电路流向MnO2，故C错误。
√
解析：电池放电时，负极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，所以负极周围溶液中氢氧根离子浓度减小，溶液的碱性减弱，A错误；
电池放电时，正极反应式为NiO(OH)＋H2O＋e－===OH－＋Ni(OH)2，镍元素化合价降低，被还原，B错误；
电池放电时，氢元素化合价升高，被氧化，C错误。
√
解析：放电时，Mg为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Mg－2e－＋2F－===MgF2，A项正确；
放电时，电子从镁电极流出，经导线流向正极，B项错误；
原电池是把化学能转化为电能的装置，但化学能不可能100%转化为电能，还有部分转化为热能等，C项错误；
放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故F－向负极移动，D项错误。
知识点二
PART
02
第二部分
知识点二　燃料电池
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。
2.特点
(1)清洁、安全、高效等。
(2)能量转化率较高。
(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，能适应用电器负载的变化，而且不需要很长的充电时间。
3.氢氧燃料电池
氢氧燃料电池通常有酸式(电解质溶液为稀硫酸)和碱式(电解质溶液为氢氧化钠溶液)两种。

氢氧燃料电池在不同介质中的总反应相同，均为2H2＋O2===2H2O。但正、负极反应与电解质溶液有关，正、负极反应如下：
电解质溶液 负极 正极
酸性(H＋) ___________________ __________________________
碱性(OH－) _________________________
__________________________
[注意]　在书写电极反应式时应看清电解质溶液的酸碱性，酸性条件下不能出现OH－，碱性条件下不能出现H＋。
2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
写出导电介质为固体电解质(传导O2－或H＋)时的正、负极反应。
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
√
×
(1)燃料电池是利用燃料的燃烧发电(　　)
(2)燃料电池中，燃料在负极上发生氧化反应(　　)
(3)原电池中正极材料一定发生还原反应(　　)
(4)原电池中的负极反应一定是电极材料失电子(　　)
×
×
√
解析：由电极反应式可知，X极上发生得到电子的还原反应，是原电池的正极，Y极上发生失去电子的氧化反应，是原电池的负极。
√
2．某氢氧燃料电池的装置如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A．通入氧气的一极发生氧化反应
B．碱性电解液中阳离子向通入氢气的一极移动
C．正极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池工作过程中，每消耗22.4 L O2转移4 mol电子
解析：该电池工作时化学能转化为电能，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，故A错误；
阳离子向正极移动，即向通入氧气的一极移动，故B错误；
通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故C正确；
未指明气体所处的状况，无法计算O2的物质的量，故D错误。
√
课堂检测 巩固落实
PART
03
第三部分
√
1．关于日常生活中的化学电池，下列说法正确是(　　)
A．锂离子电池和锌锰干电池都是二次电池
B．燃料电池是一种高效但是会污染环境的电池
C．化学电池的反应原理是氧化还原反应
D．铅酸蓄电池放电时正极是Pb，负极是PbO2
解析：A项，锂离子电池为二次电池，锌锰干电池为一次电池，错误。
B项，燃料电池有氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池等，产物多为CO2、H2O等，不污染环境，错误。
C项，化学电池是将化学能转化为电能的装置，有电子的得失，实质为氧化还原反应，正确。
D项，铅酸蓄电池放电时，Pb被氧化，为原电池的负极；PbO2被还原，为原电池的正极，错误。
√
2．一种以稀硫酸为电解质溶液的钒(V)蓄电池装置如下图所示，a、b为惰性电极。该电池放电时，下列说法正确的是(　　)

A．电能转化为化学能
B．a极为电池的正极
C．H＋由a极移向b极
D．b极的电极反应式：V3＋＋e－===V2＋
解析：钒(V)蓄电池放电时，化学能转化为电能，充电时，电能转化为化学能，A错误；
从放电时外电路中电子的移动方向可知，a极为电池的正极，b极为电池的负极，B正确；
内电路中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，因此H＋从负极移向正极，即从b极移向a极，C错误；
放电时，负极上发生氧化反应，失去电子，钒元素的化合价升高，b极的电极反应式为V2＋－e－===V3＋，D错误。
√
3．(2024·西安高一调研)利用反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O设计的电池装置如下图所示，该装置能有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染。下列说法错误的是(　　)

A．电极B为正极，发生还原反应
B．当有0.5 mol NO2参与反应时，外电路中转移3 mol电子
C．电池工作时，OH－从右向左移动
D．电极B的电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－
解析：根据电池总反应6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O可知，NO2得电子发生还原反应，NH3失电子发生氧化反应，通入NH3的电极A为负极，通入NO2的电极B为正极，A项正确；
原电池工作时，阴离子移向负极，故OH－从右向左移动，C项正确；
电极B为正极，发生还原反应，电极反应式为2NO2＋8e－＋4H2O===N2＋8OH－，D项正确。
√
解析：A项，甲烷燃料电池中，燃料CH4在负极上发生氧化反应，O2在正极上发生还原反应，正确；
C项，该电池放电过程中不产生对环境有污染的物质，属于环境友好型电池，正确；
D项，该电池中化学能转化为电能和少量热能，错误。
5．(1)银锌电池是一种常见的化学电源，反应原理为Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，工作原理如右图所示。
①在装置中Ag2O电极为________(填“正”或“负”)极，
发生________(填“还原反应”或“氧化反应”)，电极反应式为
__________________________________。
②在装置中Zn电极为________(填“正”或“负”)极，发生________(填“还原反应”或“氧化反应”)，电极反应式为
______________________________。
正
还原反应
Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
负
氧化反应
Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
(2)将用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CO和O2，此时发生了原电池反应，该原电池中的负极反应式为
___________________________________；
正极反应式为_________________________。
O2＋4e－＋2H2O===4OH－