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人教版化学必修二2.2 化学能与电能(第二课时)发展中的化学电源 教学课件

总反应: 实际上就是燃料的完全燃烧。 负极(通入燃料):为燃料失去电子的氧化反应, 正极(通入氧化剂):为氧化剂得到电子的还原反应。
例2:Pt为电极,电解质溶液为 KOH溶液的氢氧燃料电池
总反应:2H2+ O2=2H2O 负极: H2 失e- 2H2 - 4e- = 4 H+ 4H+ + 4OH- =4H2O
➢ 改C变H4燃+2料O2为==CHCO42(+在2H碱2O性条件下KOH)
CO2 +2KOH == K2CO3+2H2O 后续反应 总反应: CH4 +2O2 + 2OH- = CO32- + 2H2O
正极:2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH负极:CH4 – 8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O
负极总反应: 2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O
正极: 总反应-负极反应 O2 + 2H2O +
4e- =4OH-
三.复杂原电池电极方程式的书写 方法点拨:写电极方程式的时候,要根据 “得电子显负电;失电子显正电”的原则, 利电用极“方电程荷式守恒”,通过巧用H+、OH-和H2O写出
练习:写出铅酸蓄电池的电极反应:放电 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 充电 2PbSO4(s)+2H2O(l)
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为: O2+2H2O+4e-=4OH- C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2 D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
电极反应式的书写
1、原电池的反应原理
发生氧化还原反应
化学能转化为电能
2、电极反应 式的书写
找出两极放电的物质
负极:Cd-2e- +2OH- =Cd(OH)2 正极:2NiO(OH) +2e- +2H2O = 2Ni(OH)2+2OH-
(2)镍-镉碱性蓄电池
特点:比铅蓄电池耐用,可密封反复使用。
(3)新一代可充电的绿色电池——锂离 子电池
特点:高能电池,电压高,质量轻,贮存 时间长等
用途:电脑、手表、心脏起搏器等。
氧化剂
负极:Zn – 2e- = Zn2+
正极:2NH4+ +2MnO2 + 2e- = 2NH3 + Mn2O3 + H2O
2、充电电池
充电电池又称二次电池,它在 放电时所进行的氧化还原反应, 在充电时又逆向进行,使生成 物恢复原状,如此充放电可循 环进行,至一定周期后终止。
(1)铅蓄电池 ——注意后续反应
ab
2003年中国的“神舟5号”飞船成功地
飞向太空。飞船上使用的氢氧燃料电
池是一种新型的化学电池,其构造如
图示:两个电极均由多孔性碳制成, H2O
通入的气体由孔隙逸出,并在电极表 面放电。
H2
O2
1. a是 负 极, b是 正 极。
KOH溶液
2. 总反应、电极反应式分别为: 2H2+ O4OH- =4 H2O 。
根据化合价升降判断正负极
NaOH溶液
负极:Al,失e- 。2Al - 6e- = 2Al3+ 2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O
负极总反应: 2Al +8OH- -6e- =2AlO2- + 4H2O
正极:总反应-负极反应:
6H2O +6e- =6OH—+ 3H2↑
二.燃料电池电极方程式的写法
铅 蓄 电 池
干电池
纽 扣 电 池
太阳能电池
常见的化学电池有: 一次 二次 燃料
二、常见的化学电池
1.干电池(一次性电池)
(1)锌锰干电池
电极:Zn为负极,碳棒为正极
电解液:NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊
总反应:
Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3 +Mn2O3 + H2O
还原剂
第二课时:发展中的化学电源
(1)活泼性不同的两电极:两种金属,或金属与非金属导体
(复2)电习解:质原溶电液池。的构成条件
(3)形成闭合回路。 (外电路两极要相连或直接接触
内电路电解质溶液要沟通)
(4)一个电极与溶液能自发氧化还原反应(该极为负极)
在原电池的构成原理上进行改进,我们制 造出各式各样的电池
正极: O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 。
[2](09年广东高考理科基础34)下列有关电池的说 法不正确的是( B )。
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流
向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中,锌电极是负极
[3](2010安徽卷·11).某固体酸燃料电池以CaHSO4固体 为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可 表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是 ( D )。
写出下列原电池的电极反应式及总反应 方程式。
Zn—石墨与稀硫酸进行实验. Zn—Cu与稀硫酸进行实验. Fe—Cu与硫酸铜进行实验
正极: PbO2 得电子 方案1.右边加4OH- 方案2.左边加4H+
正极: PbO2(s)+SO42-(aq) +2e- =PbSO4(aq)
带4个单位负电荷
不带电荷
负极:Pb (s)+SO42- (aq)- 2e- = PbSO4(s)
练习:写出铅酸蓄电池的电极反应
放电
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 充电 2PbSO4(s)+2H2O(l)
拆成离子方程式:
Cu A
C
Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
根据得失电子判断正负极
FeCl3溶液
负极: Cu 失电子 Cu - 2e- = Cu2+ 正极: Fe3+得电 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
2、请写出右边原电池的电极方程式。
A
Mg
Al
总反应方程式:
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 拆成离子方程式: 2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2↑
电解质溶液的酸碱性对电极反应有影响
酸性
H2O
H+
正极:O2+e- ① O2-
碱性 H2O
OH-
②后续反应
特点:燃料电池是一种高效、环境友好的发
电装置。外加设备供给氧化剂和还原剂。
反应物不是储存在电池内部,而是用外加的设备,
燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于:
源源不断的提供燃料和氧化剂等,使反应能连续 进行。
分析放电后的产物是否 与溶液中的溶质反应
3、原电池电 极的判断
负极--失电子发生氧化 反应的电极
正极—得电子发生还原 反应的电极
电子流 出
电子 流入
一.简单原电池电极方程式的写法
1、判断右边原电池的正、负极,并写出电极反应式。
先写出总反应:即负极与电解质溶液反应
Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2
电极反应的书写技巧: 一次电池、二次电池负极容易写:金属失电 燃料电池正极容易写:O2得电
3、燃料电池 将燃料的燃烧反应改装成电池
⑴总氢反氧应燃:料2H电2 池+ O(电2 = 2H2O 解负质极为:酸2HH22S–O44)e- == 4H+
正极:O2 + 4e- + 4H+ ==2H2O (2)氢氧燃料电池(碱性条件下KOH) 总反应:2H2 + O2 = 2H2O 负极: 2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O 正极: O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
负极:Pb (s)+SO42- (aq)- 2e- = PbSO4(s)
正极: PbO2 得电子 正极: PbO2(s)+SO42-(aq) +2e-+4H+ =PbSO4(aq)
带4个单位负电荷
不带电荷
方案1.右边加4OH- 方案2.左边加4H+
PbO2(s)+SO42-(aq) +2e-+4H+ =PbSO4(aq)
负极(Pb):
还原剂 氧化剂
正极(PbO2): Pb - 2e- + SO42- = PbSO4
PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
总反应:Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
铅蓄 电池
总反应: Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2
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