新人教版高一化学必修第二册第六章第一节《化学反应与能量变化》第3-5课时 化学能与电能 教学课件（68张ppt）

(共109张PPT)
新人教版高一化学必修第二册第六章
第一节
化学反应与能量变化
化学能与电能
第1课时
原电池
第2课时
原电池
第3课时
发展中的化学电源
第一节
化学反应与能量变化
化学能与电能
第1课时
原电池
1.一种形式的能量可以转化成另一种形式的能量,能量转化过程中要遵循能量守恒定律。
2.化学能是能量的一种形式,你知道化学能的转化形式有热能、光能、电能等。
3.氧化还原反应中氧化剂得到电子,化合价降低,发生还原反应;还原剂失去电子,化合价升高,发生氧化反应。
4.氧化还原反应的本质是电子的转移。写出锌和稀硫酸反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的方向和数目:
水电站
一次能源：直接从自然界取得的能源称为一次能源
一、能源
水能
风能
石油
天然气
原煤
火电站
二次能源：一次能源经加工、转换得到的能源称为二次能源
电能
蒸汽
16.6%
2.1%
5.1%
76.2%
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称为电力。
二、
化学能转化为电能
1.化学能间接转化为电能
2.关键——燃烧(氧化还原反应)
估计在2050年火电仍居首位
火电，又称为火力发电。那么，火究竟是如何转化为电？
2001年我国发电总量构成图
火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁感线,发出电能。
(1)火力发电存在几种形式的能量转化?
提示:化学能转化为热能、热能转化为机械能、机械能转化为电能3种形式。
(2)试分析火力发电有哪些弊端?
提示:①使用的化石燃料属于不可再生资源;②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘,污染环境;③能量经过多次转化,能量利用率低。
化石燃料燃烧
推动蒸汽机
加热水蒸气
带动发电机
化
学
能
热
能
机
械
能
电
能
火力发电工作原理示意图
化石燃料
化学能
燃烧
热能
蒸汽
机械能
发电机
电能
火力发电的化学深层本质分析
燃烧
氧化还原反应
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
火力发电
将化学能经一系列能量转化为电能
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
过程
关键
本质
本质
引起
火电厂
存
在
的
主
要
优
缺
点
排出大量温室气体
排出废气（SO2），可能导致酸雨
产生废渣、废液
能量转化效率低
缺点：煤炭是有限的不可再生资源
优点：廉价、方便、资源丰富
思考：假设你是电力工程师，面对这些利与弊，你会如何应对呢？
a、改进火力发电
b、研究新的发电方式
方式之一就是尝试将化学能直接转化为电能。就像电池。其好处就是减少中间环节能损，高效、清洁利用燃料，不浪费能源，更方便。
思考与交流：在你的生活和学习中，或你了解的范围里，还有哪些需要使用电池的产品或器具？各使用什么样的电池？
锂电池
干电池
叠层电池
各类电池
纽扣电池
三.化学能直接转化为电能——原电池
(1)实验
实验装置
实验现象
实验结论
______________
_____________
锌与稀硫酸_____,
铜与稀硫酸_______
锌片上有气泡,
铜片上无气泡
反应
不反应
实验装置
实验现象
实验结论
______________
_____________
产生H2(还原反应)
的位置发生了改变
______________
______________
_______________
该装置将_______
转化为_____
锌片上无气泡,
铜片上有气泡
锌片上无气泡,
铜片上有气泡,
电流表指针偏转
化学能
电能
链接化学能转化为电能实验视频
现象
铜片
锌片
电流表
Zn片表面没有气泡产生，锌片溶解
Cu片有气泡产生
电流表指针偏转
结论：
有电流产生
，装置中化学能转化为电能
实验2-4]
实验探究
请将实验现象记录在课本P41表中：
2、定义：能把化学能转变为电能的装置，叫做原电池。
学与问：根据所了解的电学知识，你知道电子时怎样流动的吗？如何判定装置的正负极？
从能量转变看：原电池是将
能转变为
的装置。
从化学反应看，原电池的原理是
中
失去的电子经过导线传递给
，使氧化还原反应分别在
上进行。
化学
电能
氧化还原反应
还原剂
氧化剂
两个电极
实验探究形成原电池的条件
形成条件一：
活泼性不同的两个电极材料
负极：较活泼的金属
正极：较不活泼的金属、石墨等
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极材料需插进电解质溶液中；
实验探究形成原电池的条件
实验探究形成原电池的条件
形成条件三：必须形成闭合回路
（不可以）
3.构成原电池的条件
注意:没有氧化还原反应,就不可能有原电池,换句话说常温下能自发进行的氧化还原反应,理论上都可以设计成原电池
构成条件
①有两种活动性不同的金属
②有电解质溶液；
③构成闭合电路；
④能自发进行的氧化还原反应
即：两极一液一连环，负极氧化正极还
或一种金属与一种非金属导体(如石墨)
酸、碱、盐溶液一般要能和某极发生氧化还原反应
思考
(1)两个活泼性不同的金属电极用导线连接，插入电解质溶液中就能构成原电池吗？
答：不一定。构成原电池除具备①两种活泼性不同的金属②电解质溶液③形成闭合回路外，还必须有一个能自发进行的氧化还原反应。
(2)在铜?锌?稀硫酸原电池中，电子由锌通过导线流向铜，再由铜通过电解质溶液到达锌吗？
答：电子只能在两极和外电路中流动，不能进入溶液，在溶液中是阴阳离子的定向移动。
(3)原电池内部阴、阳离子是如何移动的？原因是什么？
答：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近阴离子数目相对增多，带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。
构成原电池的条件
⑶
有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。
　
⑵
两电极材料需插入电解质溶液
请判断下列各装置是否是原电池？为什么？
⑴
形成闭合回路
Zn
A
Zn
SO42－
H+
H+
A
Zn
SO42－
H+
H+
C
A
Zn
Cu
煤油
SO42－
H+
H+
SO42—
Zn
H+
H+
Cu
A
(x)
(x)
(√)
(x)
A
Zn
SO42－
H+
H+
木条
(x)
练习1.　下列装置中能够组成原电池产生电流的是(　　)
B
解析　A项，两个电极都是Cu，不能构成原电池，错误；B项，符合构成原电池的条件，正确；C项，Zn、Cu两个电极分别置于两个分离的烧杯中，不能形成闭合回路，不能构成原电池，错误；D项，酒精是非电解质，不能构成原电池，错误。
练习2.　如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是(　　)
A．B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为Zn、Cu和稀盐酸
C.C中阳离子向A极移动
D.A极发生氧化反应
C
解析　原电池中，一般是负极的较活泼金属失去电子，发生氧化反应，逐渐溶解，质量减小，故A极为负极，B极为正极，A、D正确；A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸时，可以构成原电池，且现象符合题意，B正确；电解质溶液中阳离子移向正极，C错误。
练习3.　下列装置中，电解质溶液均为稀硫酸，其中不能构成原电池的是(　　)
D
解析　由构成原电池的条件可知，D项不能形成闭合回路，所以不能构成原电池。
谢谢大家
第一节
化学反应与能量变化
化学能与电能
第2课时
原电池
“负极出电子，电子回正极”
4、原电池化学反应本质：
氧化还原反应
5、原电池电极名称及确定方法：
负极：还原性相对较强的材料
正极：还原性相对较弱的材料
活泼金属→发生氧化反应→向外线路提供电子→原电池的负极；不活泼金属（或石墨）→发生还原反应→接受外线路提供的电子→原电池的正极。
①根据电极材料判断
练习：判断下列原电池的正负极.
Zn
Cu
稀硫酸
Zn
Fe
A
稀硫酸
C
Zn
Fe
C
A
稀硫酸
A
稀硫酸
A
负极:
较活泼的金属
正极:
较不活泼的金属或非金属导体
-
+
-
+
-
+
-
+
原电池正负电极的判断方法
③根据电子或电流流动方向判断（外电路）：
电子从负极流出
沿导线
流入正极
电流从正极流出
沿导线
流入负极
e
e
④根据离子的定向移动方向（内电路）
阳离子向正极移动
阴离子向负极移动
②根据电极反应判断
失电子的反应→氧化反应→负极
得电子的反应→还原反应→正极
⑥根据现象判断
电极不断溶解：负极
有气泡冒出、有固体析出：正极
⑤根据离子方程式判断
Fe+2H+=Fe2++H2↑
（负极）
（在正极）
特别提示：在判断原电池正、负极时，不要只根据金属活泼性的相对强弱，还要考虑电解质溶液。
(1)Mg-Al和稀盐酸构成原电池中，Mg作负极，Al作正极；而若把稀盐酸换为NaOH溶液，Al作负极，Mg作正极。
(2)Al-Cu和NaOH溶液构成的原电池中，Al作负极；而若把NaOH溶液换为浓HNO3，则Cu作负极。
原电池正、负极判断
负极：
正极：
明确正、负极反应生成的阴、阳离子与电解质溶液中的离子是否共存。
若不共存，则该电解质溶液中的离子应写入正、负极反应式。
再根据质量守恒和电荷守恒配平。
确保正、负极的得失电子相等后，
总反应式
=
负极反应式
+
正极反应式
电极反应式的一般书写程序:
还原剂—ne-
=
氧化产物
氧化剂
+
ne-
=
还原产物
6、原电池电极反应式的书写
①Al作____极,
②Cu作____极
电极反应式是：
负极
___________________
正极
___________________
总反应式_____________________
例题1：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为稀硫酸
负
正
2Al-6e-=2Al3+
6H++6e-=3H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2
↑(2Al+6H+=2Al3++3H2
↑)
例题2：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为浓硝酸
①
Al作____极
②
Cu作____极
电极反应式是：
负极
___________________
正极
___________________
总反应式_______________________
Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2
↑+2H2O(Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O)
正
负
2NO3-+4H++2e-=2NO2
↑+2H2O
Cu-2e-=Cu2+
①
Al作____极
②
Cu作____极
电极反应式是：
负极
___________________
正极
___________________
总反应式_______________________
例题3：Al和Cu作电极所构成的原电池电解质溶液为NaOH溶液
负
正
2Al-6e-
+8OH-=2AlO2-
+4H2O
6H2O+6e-=6OH-+3H2
↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑)
书写电极反应式应注意以下几点：
1．电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的规则（打沉淀符号）；
3．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与电解质溶液有关（如酸碱性，＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）。
2．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；
练习
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式.
①
②
③
(×)
(×)
(√)
2H++2e-＝H2↑
负极：
总反应：
正极：
Zn－2e-＝Zn2+
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
⑤
④
(√)
(√)
负极：
正极：
总反应：
正极：
负极：
总反应：
Zn－2e-＝Zn2+
2H++2e-＝H2↑
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
Fe－2e-＝Fe2+
Cu2++2e-＝Cu
Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
（氧化反应）
（还原反应）
Zn片：
Zn
－2e-
=
Zn2+
Cu片：2H++2e-
=
H2
↑
电极反应式：
总化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
总反应式：
Zn
+2H+
==
Zn2+
+
H2↑
2e-
7、原电池工作原理：
原电池的工作原理小结
知
识导
学
概念
将化学能转变为电能的装置叫做原电池
Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
实质
化学能转变为电能
构成前提
能自发地发生氧化还原反应
构成条件
①两个电极；
②电解质溶液；
③构成闭合回路
电极构成
正极、负极
Zn：负极　Cu：正极
电极反应
负极：失去电子，发生氧化反应；
正极：得到电子，发生还原反应
负极：Zn失去电子，发生氧化反应；
正极：Cu2＋得到电子，发生还原反应
知
识导
学
电子及电流的流向
外电路：电子由负极流向正极，与电流方向相反；
内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由正极流向负极
外电路：电子由Zn极经导线流向Cu极，电流由Cu极流向Zn极；
内电路：SO42－
、OH－移向Zn极(负极)，Cu2＋、Zn2＋移向Cu极(正极)
电极反应式与反应总式的关系
两个电极反应式相加，即得反应总式
负极：Zn－2e－===Zn2＋；
正极：Cu2＋＋2e－===Cu；
总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
工作原理
示意图
【提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱,也要考虑电解质溶液性质。如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。
2.构成原电池的条件
(1)具有活泼性不同的两个电极。
(2)两电极必须插入电解质溶液中。
(3)形成闭合回路。
(4)能自发地发生氧化还原反应。
小结本节内容
1.原电池是将化学能转化为电能的装置。
3.原电池工作原理口诀
原电池分两极；负氧化正还原；电子由负向正；离子阳正阴负。
4.原电池正、负极的判断方法
首先准确判断元素化合价的变化，然后根据原电池工作原理判断。
化合价升高―→失去电子―→发生氧化反应―→负极；
化合价降低―→得到电子―→发生还原反应―→正极。
5.一般来说，负极质量减小，正极质量不变或增加。
(1)相对活泼性强的金属为负极，另一个为正极
(3)电子由负极流向正极。
(2)发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。
(4)电流由正极流向负极。
(5)阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是(
)
C
A
Zn
Cu
H2SO4
Cu
Zn
A
酒精
A
B
Zn
H2SO4
A
Cu
H2SO4
C
D
A
Cu
Cu
H2SO4
课堂练习
2、把A,B两种不同的未知活泼性的金属用导线连接后同时插入稀硫酸中,结果发现A金属上有气体产生,则下列说法正确的是(
)
A.
A为正极,A较活泼
B.
B为负极,B较活泼
C.
A上发生的是氧化反应
D.
A的质量减小
B
3、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是
(
D
)
A.
铁圈和银圈左右摇摆不定；
B.
保持平衡状态；
C.
铁圈向下倾斜；
D.
银圈向下倾斜；
4.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是(
)
A.Mg
B.Fe
C.Al
D.Cu
B
5.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的
PH(
)
A.不
B先变大后变小
C逐渐变大
D.逐渐变小
C
6.一个电池反应的离子方程式是
Zn+Cu2+=Zn2+
+Cu,
该反应的的原电池正确组合是(
　　
)
C
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Fe
负极
Cu
Zn
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl
7、如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（
）
A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液
A
C
A
B
D
谢谢大家
第一节
化学反应与能量变化
化学能与电能
第3课时
发展中的化学电源
发展中的化学电源
干电池
碱性电池
蓄电池
锂离子电池
燃料电池
化学电池的分类
一次电池（干电池）：电池消耗到一定程度，就不能使用；
二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电重新使用；
燃料电池：一种将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
1.干电池(一次性电池)
电极:Zn为负极,碳棒为正极
电解液：NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊
另有黑色的MnO2粉末，吸收正极产生的H2，防止产生极化现象。
电极方程式：
负极(Zn):Zn－2e-＝Zn2＋
正极(C)：2MnO2
+
2NH4+
+
2e-=
Mn2O3+2NH3+H2O
(1)锌锰干电池
特点：放电后不能充电,便于携带,价格低
(2)碱性锌锰干电池
随着用电器朝着小型化、多
功能化发展的要求，对电池的发
展也提出了小型化、多功能化发
展的要求。
体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解质溶液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。
链接干电池视频
碱性电池是个人音响、照相机等地首选电源。
碱性电池
电解液:
中性NH4Cl→碱性KOH（离子导电性更好）
负极：锌片→锌粉（反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高）
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电
碱性锌-锰干电池
（3）纽扣电池
负极：
Zn+
2OH-
-2e-
=ZnO+H2O
正极：
Ag2O+
H2O
+2e-
=2Ag+
2OH-
总反应：
Ag2O+
Zn
=ZnO+
2Ag
电极反应：
用途：电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等
所需电流是微安或毫安级的。
2.二次电池也叫充电电池
充电电池又称二次电池。可充电电池是两极都参加反应的电池。这是一种发展较快的原电池，如铅蓄电池、银锌电池、（纽扣电池）、锂电池、爱迪生蓄电池等，它们的负极是较活泼的金属，正极一般是金属氧化物。放电时，负极被氧化。正极材料的氧化物被还原，充电时的电极反应与放电时相反。电动车、手机的电池都可以反复充电使用,都属于二次电池。。
充电电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。
化学能
放电
充电
电能
用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还广泛用于国防、生产、生活等领域。
铅蓄电池：最早使用的充电电池。
（1）铅蓄电池
特点：铅蓄电池的电压稳定，使用方便安全可靠，可再次充电使用。
铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶或透明塑料制成方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的
，负极板是海绵状的
，两极均浸入
溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
负极：
正极：
放电总反应式：
⑴铅蓄电池
PbO2
金属铅
硫酸
Pb+SO42—
—2e—
=PbSO4
PbO2+4H++SO42—
+2e—
=
PbSO4+2H2O
Pb+
PbO2+2H2SO4=
2PbSO4+2H2O
当硫酸的浓度降低，溶液的密度达1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用，电极反应为：
阳极：
阴极：
充电总反应式：
铅蓄电池放电和充电总反应式：
PbSO4+2H2O—2e—=PbO2+4H++SO42—
PbSO4
+2e—
=
Pb+SO42—
2PbSO4+2H2O=
Pb+
PbO2+2H2SO4
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O
放电
充电
链接蓄电池视频
（2）
镍镉电池
特点：体积小，便于携带。可重复使用500
次以上。寿命比铅蓄电池长。
镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。
H2+NiO(OH)2
Ni(OH)2+H2O
。
放电
充电
镍
镉
电
池
电极反应（KOH为电解液）
用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、
电动剃须刀等。
2NiO(OH)
+
2H2O
+
Cd
2Ni(OH)2+
Cd(OH)2
放电
充电
(3)镍氢电池
负极：
正极：
放电总反应式：
H2
+2OH—
—2e—=
2H2O
2NiO(OH)
+2H2O
+2e—
=
2Ni(OH)2
+2OH—
H2
+
2NiO(OH)
=
2Ni(OH)2
锂电池
锂电池是新一代可充电的绿色电池，已成为笔记本电脑、可移动电话、摄象机等低功耗电器的主流电源。
锂电池
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。
（4）锂电池
以锂为负极的非水电解质电池有几十种，其中性能最好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池，这种电池以片状金属及为负极，电解活性MnO2作正极，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液
：
负极：Li
－
e
＝
Li+
正极：MnO2
＋
e
＋
Li+
＝
LiMnO2
总反应：
Li＋
MnO2＝
LiMnO2
3.发展中的燃料电池
它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。
(例如：H2和O2的燃料电池，CH4和O2的燃料电池)
小型高性能燃料电池
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
链接燃料电池视频
⑴氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为铂电极，活性炭电极，电解质溶液一般为40%的KOH溶液。
负极：
正极：
放电总反应式：
2H2
+4OH—
—4e—=4H2O
O2+2H2O+
4e—=
4OH—
2H2
+
O2
=
2H2O
若电解质溶液为稀H2SO4
负极：
正极：
放电总反应式：
2H2—4e—=4H+
O2+
4H+
+
4e—=
2H2O
2H2
+
O2
=
2H2O
⑵甲烷氧气燃料电池
该电池用铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气
负极：
正极：
放电总反应式：
CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2O
2O2+4H2O+8e—=
8OH—
CH4+
2O2+2KOH
=K2CO3
+3H2O
⑶Al—空气—海水电池
负极：
正极：
放电总反应式：
4Al
—12e—
=
4Al3+
3O2+6H2O+12e—=
12OH—
4Al
+
3O2+6H2O=
4Al(
OH)3
（4）固体燃料电池
介质
电池反应：
2H2
+Ｏ２
=
2H2O
负极
正极
负极
正极
2H2
-
4e-
=
4H+
O2
+
4H+
+
4e-=
2H2O
2H2
-
4e-
+2O2－=
2H2O
O2
+
4e-=
2O2－
其他电池
空气电池
1.几种电池的特点
2.化学电源满足的一般规律
(1)化学电源就是把化学能转变成电能的装置,但实际工作时,化学能不可能完全转变成电能,有一部分化学能会转化成热能等其他形式的能量。
(2)电源的负极反应是还原剂失去电子发生氧化反应,负极是电子流出,电流流入的一极;电源的正极反应是氧化剂得到电子发生还原反应,正极是电子流入,电流流出的一极。
(3)电子只通过导线,不通过溶液,溶液中是带电离子定向移动形成电流。
发展中的化学电源
一次性电池——干电池
二次电池（充电电池）
燃料电池
普通锌锰电池
碱性锌锰电池
铅蓄电池
镍镉充电电池
锂电池
氢氧燃料
CH4燃料电池
小结
1.锂离子电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂离子电池，某种锂离子电池的总反应式为Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是(　　)
A．Li是正极，电极反应式为Li－e－===Li＋
B．Li是负极，电极反应式为Li－e－===Li＋
C．Li是负极，电极反应式为MnO2＋e－===MnO2－
D．Li是负极，电极反应式为Li－2e－===Li2＋
B
解析　根据总反应式可判断Li被氧化，为负极材料，其失电子成为
Li＋，正极放电的为MnO2。
2.日常所用干电池的电极分别为石墨棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH4＋＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能反应生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是(　　)
①锌为负极，石墨为正极　②干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化　③工作时，电子由石墨极经过外电路流向锌极　④长时间连续使用时，内装糊状物可能流出而腐蚀用电器
A．①③
B．②③
C．③④
D．①④
D
解析　由负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，可判断出①正确；干电池只能实现化学能向电能的转化，②错误；在外电路中，电子从负极流向正极，③错误；长时间连续使用该电池，由于锌皮慢慢溶解而破损，且MnO2不断吸收H2而产生H2O，糊状物也越来越稀，容易流出而腐蚀用电器，④正确。
3.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。下列说法中不正确的是(　　)
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
C．工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强
D．溶液中的OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
解析　根据总反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，分析各物质化合价发生的变化可知，Zn在负极上反应，Ag2O在正极上反应，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－，这样，在负极区因OH－被消耗，碱性减弱，溶液的OH－定向移动到负极，正极区生成OH－，碱性增强。
D
4.下列说法中正确的是(　　)
①燃料电池的反应物可不储存在电池的内部　②锌锰干电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池　③锂电池是新一代可充电电池　④燃料电池作为汽车驱动能源已研制成功
A．②③④
B．①②③④
C．①②③
D．①③④
B
解析　燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别就在于反应物不是储存在电池内部，而是由外设装备提供燃料和氧化剂等。
5.下列说法正确的是(　　)
A．镍氢电池、锂电池和碱性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新型电池
C．化学电池的反应基础是氧化还原反应
D．铅蓄电池放电的时候正极材料是Pb，负极材料是PbO2
解析　碱性锌锰干电池是一次电池，燃料电池是一种高效且不会污染环境的新型电池，铅蓄电池放电的时候正极材料是PbO2，负极材料是Pb。
C
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