专题１化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化第２课时
文档属性
| 名称 | 专题１化学反应与能量变化第二单元化学能与电能的转化第２课时 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 860.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-07-12 21:13:00 | ||
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文档简介
课件24张PPT。第二单元 化学能与电能的转化（第二课时 化学电源）南靖一中 沈建忠学习目标：
１、了解一次电池的工作原理；
２、掌握二次电池－－铅蓄电池的工作原理；
３、掌握燃料电池的工作原理。
重点与难点：
１、电池的工作原理；
２、电池的构造。三、化学电源
（一）、一次电池：一次电池的活性物质（发生氧化
还原的物质）消耗到一定程度就不能使用。一次电池
中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池。主要
包括：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌纽扣
电池。
１、银锌纽扣电池。
（１）、基本构造：负极：Ｚn；正极：Ａg；电解
质：ＫＯＨ浓溶液。
（２）、工作原理：
负极：Ｚn－２e－＋２ＯＨ－＝ＺnＯ＋Ｈ２Ｏ
正极：Ａg２Ｏ＋２e－＋Ｈ２Ｏ＝２Ａg＋２ＯＨ－
总反应式：Ｚn＋Ａg２Ｏ＝ＺnＯ＋２Ａg
2、普通锌锰电池－－干电池
负极：Ｚn－２e－＝Ｚn２＋
正极：２ＮＨ４＋＋２e－＝２ＮＨ３＋Ｈ２
Ｈ２＋２ＭnＯ２＝Ｍn２Ｏ３＋Ｈ２Ｏ
４ＮＨ３＋Ｚn２＋＝［Ｚn（ＮＨ３）４］２＋
总反应式：
２Ｚn＋４ＮＨ４Ｃl＋４ＭnＯ２＝
［Ｚn（ＮＨ３）４］Ｃl２＋ＺnＣl２＋２Ｍn２Ｏ３
＋２Ｈ２Ｏ3、碱性锌锰干电池
（１）、基本构造：负极：Ｚn；正极：ＭnＯ２；
电解质：ＫＯＨ
（２）、工作原理：
负极：Ｚn－２e－＋２ＯＨ－＝Ｚn（ＯＨ）２
正极：２ＭnＯ２＋２e－＋２Ｈ２Ｏ＝２ＭnＯＯＨ＋２ＯＨ－
总反应式：
２ＭnＯ２＋Ｚn＋２Ｈ２Ｏ＝２ＭnＯＯＨ＋Ｚn（ＯＨ）２4、燃料电池
燃料与氧气（氧化剂）作用，将化学能转化为电能
的化学电池。主要有：氢氧燃料电池；甲烷燃料
电池；甲醇燃料电池；肼（N2H4）燃料电池；氨
燃料电池。
（1）、燃料电池的特点：效率高、排放废弃物少、
运行噪音小。且燃料作负极通入，O2（氧化剂）从
正极通入。
（2）H2-KOH-O2 的工作原理
负极：H2-2e-+2OH-=2H2O
正极：1/2O2+2e-+H2O=2OH-
总反应式：H2+1/2O2=H2O
(４)、ＣＨ４－ＫＯＨ－Ｏ２工作原理
负极：ＣＨ４－８e－＋１０ＯＨ－＝ＣＯ３２－＋７Ｈ２Ｏ
正极：Ｏ２＋４e－＋２Ｈ２Ｏ＝４ＯＨ－
总反应式：ＣＨ４＋２Ｏ２＋２ＯＨ－＝ＣＯ３２－＋３Ｈ２Ｏ
（５）、ＣＨ3ＯＨ－ＯＨ－－Ｏ２工作原理
负极：２ＣＨ３ＯＨ＋１６ＯＨ－－１２e－＝
２ＣＯ３２－＋１２Ｈ２Ｏ
正极：３Ｏ２＋６Ｈ２Ｏ＋１２e－＝１２ＯＨ－
总反应式：２ＣＨ3ＯＨ＋３Ｏ２＋４ＯＨ－＝
２ＣＯ３２－＋６Ｈ２Ｏ（ 3 ）、Ｈ２－Ｈ＋－Ｏ２工作原理
负极：２Ｈ２－４e－＝４Ｈ＋
正极：Ｏ２＋４Ｈ＋＋４e－＝２Ｈ２Ｏ
总反应式：２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ５、锂电池Ｌi－ＬiＡlＣl４、ＳＯＣl２－Ｃ
负极：８Ｌi－８e－＝８Ｌi＋
正极：３ＳＯＣl２＋８e－＝ＳＯ３２－＋２Ｓ＋６Ｃl－
总反应式：
８Ｌi＋３ＳＯＣl２＝６ＬiＣl＋Ｌi２ＳＯ３＋２Ｓ
6、心脏起博电池：Zn-H+-O2、Pt
负极：2Zn-4e-=2Zn2+
正极：O2+4H++4e-=2H2O
总反应式：2Zn+O2+4H+=2Zn2++2H2O 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。(二）、二次电池
1、二次电池可反复充电和放电的电池。
主要：铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、
锂电池、锂离子电池。
2、铅蓄电池
（1）、优点：性能优良、价格低廉、安全可靠、
多次充放电；缺点：比能量低、废弃的电池污染环境。
（2）、内部构造：由两组平行排列的栅状合金板作主
架，正极板上覆盖PbO2，负极板覆盖Pb，电解质是：
硫酸。
（3）、放电的原理
负极：Pb+SO42--_2e-=PbSO4
正极：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O
总反应式：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O铅蓄电池(4)、充电原理
阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42-
阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+
总反应式：2PbSO4+2H20=Pb+PbO2+4H++2SO42-
故充、放电的总的方程式为：
Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O
3、镍氢电池H2-OH—NiO（OH）
负极：H2+2OH- --2e-=2H2O
正极：2NiO（OH）+2H2O+2e-=2Ni（OH）2+2OH-
总反应式：2NiO（OH）+H2==2Ni（OH）2
4、铁镍电池：Fe-OH—NiO2
负极：Fe——2e-+2OH-=Fe（OH）2
正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-
总反应式：Fe+NiO2+2H2O==Fe（OH）2+Ni(OH)2 放电充电知识回顾与
１、了解一次电池的工作原理；
２、掌握二次电池－－铅蓄电池的工作原理；
３、掌握燃料电池的工作原理。
重点与难点：
１、电池的工作原理；
２、电池的构造。三、化学电源
（一）、一次电池：一次电池的活性物质（发生氧化
还原的物质）消耗到一定程度就不能使用。一次电池
中电解质溶液制成胶状，不流动，也叫干电池。主要
包括：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌纽扣
电池。
１、银锌纽扣电池。
（１）、基本构造：负极：Ｚn；正极：Ａg；电解
质：ＫＯＨ浓溶液。
（２）、工作原理：
负极：Ｚn－２e－＋２ＯＨ－＝ＺnＯ＋Ｈ２Ｏ
正极：Ａg２Ｏ＋２e－＋Ｈ２Ｏ＝２Ａg＋２ＯＨ－
总反应式：Ｚn＋Ａg２Ｏ＝ＺnＯ＋２Ａg
2、普通锌锰电池－－干电池
负极：Ｚn－２e－＝Ｚn２＋
正极：２ＮＨ４＋＋２e－＝２ＮＨ３＋Ｈ２
Ｈ２＋２ＭnＯ２＝Ｍn２Ｏ３＋Ｈ２Ｏ
４ＮＨ３＋Ｚn２＋＝［Ｚn（ＮＨ３）４］２＋
总反应式：
２Ｚn＋４ＮＨ４Ｃl＋４ＭnＯ２＝
［Ｚn（ＮＨ３）４］Ｃl２＋ＺnＣl２＋２Ｍn２Ｏ３
＋２Ｈ２Ｏ3、碱性锌锰干电池
（１）、基本构造：负极：Ｚn；正极：ＭnＯ２；
电解质：ＫＯＨ
（２）、工作原理：
负极：Ｚn－２e－＋２ＯＨ－＝Ｚn（ＯＨ）２
正极：２ＭnＯ２＋２e－＋２Ｈ２Ｏ＝２ＭnＯＯＨ＋２ＯＨ－
总反应式：
２ＭnＯ２＋Ｚn＋２Ｈ２Ｏ＝２ＭnＯＯＨ＋Ｚn（ＯＨ）２4、燃料电池
燃料与氧气（氧化剂）作用，将化学能转化为电能
的化学电池。主要有：氢氧燃料电池；甲烷燃料
电池；甲醇燃料电池；肼（N2H4）燃料电池；氨
燃料电池。
（1）、燃料电池的特点：效率高、排放废弃物少、
运行噪音小。且燃料作负极通入，O2（氧化剂）从
正极通入。
（2）H2-KOH-O2 的工作原理
负极：H2-2e-+2OH-=2H2O
正极：1/2O2+2e-+H2O=2OH-
总反应式：H2+1/2O2=H2O
(４)、ＣＨ４－ＫＯＨ－Ｏ２工作原理
负极：ＣＨ４－８e－＋１０ＯＨ－＝ＣＯ３２－＋７Ｈ２Ｏ
正极：Ｏ２＋４e－＋２Ｈ２Ｏ＝４ＯＨ－
总反应式：ＣＨ４＋２Ｏ２＋２ＯＨ－＝ＣＯ３２－＋３Ｈ２Ｏ
（５）、ＣＨ3ＯＨ－ＯＨ－－Ｏ２工作原理
负极：２ＣＨ３ＯＨ＋１６ＯＨ－－１２e－＝
２ＣＯ３２－＋１２Ｈ２Ｏ
正极：３Ｏ２＋６Ｈ２Ｏ＋１２e－＝１２ＯＨ－
总反应式：２ＣＨ3ＯＨ＋３Ｏ２＋４ＯＨ－＝
２ＣＯ３２－＋６Ｈ２Ｏ（ 3 ）、Ｈ２－Ｈ＋－Ｏ２工作原理
负极：２Ｈ２－４e－＝４Ｈ＋
正极：Ｏ２＋４Ｈ＋＋４e－＝２Ｈ２Ｏ
总反应式：２Ｈ２＋Ｏ２＝２Ｈ２Ｏ５、锂电池Ｌi－ＬiＡlＣl４、ＳＯＣl２－Ｃ
负极：８Ｌi－８e－＝８Ｌi＋
正极：３ＳＯＣl２＋８e－＝ＳＯ３２－＋２Ｓ＋６Ｃl－
总反应式：
８Ｌi＋３ＳＯＣl２＝６ＬiＣl＋Ｌi２ＳＯ３＋２Ｓ
6、心脏起博电池：Zn-H+-O2、Pt
负极：2Zn-4e-=2Zn2+
正极：O2+4H++4e-=2H2O
总反应式：2Zn+O2+4H+=2Zn2++2H2O 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。(二）、二次电池
1、二次电池可反复充电和放电的电池。
主要：铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、
锂电池、锂离子电池。
2、铅蓄电池
（1）、优点：性能优良、价格低廉、安全可靠、
多次充放电；缺点：比能量低、废弃的电池污染环境。
（2）、内部构造：由两组平行排列的栅状合金板作主
架，正极板上覆盖PbO2，负极板覆盖Pb，电解质是：
硫酸。
（3）、放电的原理
负极：Pb+SO42--_2e-=PbSO4
正极：PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O
总反应式：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O铅蓄电池(4)、充电原理
阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42-
阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+
总反应式：2PbSO4+2H20=Pb+PbO2+4H++2SO42-
故充、放电的总的方程式为：
Pb+PbO2+2H2SO4====2PbSO4+2H2O
3、镍氢电池H2-OH—NiO（OH）
负极：H2+2OH- --2e-=2H2O
正极：2NiO（OH）+2H2O+2e-=2Ni（OH）2+2OH-
总反应式：2NiO（OH）+H2==2Ni（OH）2
4、铁镍电池：Fe-OH—NiO2
负极：Fe——2e-+2OH-=Fe（OH）2
正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-
总反应式：Fe+NiO2+2H2O==Fe（OH）2+Ni(OH)2 放电充电知识回顾与