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(共16张PPT)
第一节 化学反应与能量
第3课时 常见化学电源
【核心素养】
1.宏观辨识与微观探析：
2.证据推理与模型认知：
3.变化观念与平衡思想：
4.科学态度与社会责任：了解化学电源广泛的应用及废旧电池对环境的危害，设想其处理方法
【教学重难点】
重点：
难点：
1.锌锰干电池
一、一次电池——放电之后不能充电的电池
优点：制作简单、价格便宜。
缺点：放电时间短，电压下降快，放电过程中易气涨或漏液。
负极（锌筒）：Zn - 2e- = Zn2+
正极（石墨棒）：2MnO2 +2NH4+ + 2e- = 2MnOOH + 2NH3↑
总反应：Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3↑ +2MnOOH
2. 锌银电池
负极：Zn + 2OH-﹣2e- = Zn(OH)2
正极：Ag2O + 2e- + H2O === 2Ag + 2OH-
总反应：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag
以锌为负极，银的氧化物为正极，氢氧化钾（或钠）溶液为电解液
优点：体积小， 适用于电子表和电子计算器
二、二次电池
3.实例：铅酸蓄电池、镍氢电池、镍-镉碱性蓄电池、锂离子电池等。
1.概念：二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。
2.能量转化：
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
放电
充电
负极：Pb – 2e- + SO42- = PbSO4
正极：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O
铅酸蓄电池
正极： PbO2
负极： Pb
电解质溶液：稀硫酸
缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
镍-镉碱性蓄电池
总反应：Cd + 2NiO(OH) + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
特点：体积小，比铅蓄电池寿命长，可充电超过500次。
缺点：镉是致癌物质，废弃的镍镉电池若不回收，会严重污染环境。
应用：收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。
负极(Cd)：Cd－2e-＋2OH-＝ Cd(OH)2
正极(NiO(OH))：2NiO(OH)＋2e-＋2H2O＝2Ni(OH)2＋2OH-
锂离子电池——新一代可充电的绿色电池
特点：以密度最小的金属锂作为电池的负极，跟用质量相同的其他金属相比较，使用寿命大大延长。
应用：笔记本电脑、移动电话、数码照相机、摄像机等低功耗电器。
正极：3SOCl2＋8e-＝6Cl-＋SO32- ＋2S
负极：8Li－8e- ＝ 8Li+
锂亚硫电池总反应式：8Li＋3SOCl2 ＝6LiCl＋Li2SO3＋2S
1.下列有关锌锰干电池的说法中正确的是( )
A.锌外壳是负极，石墨碳棒是正极材料
B.在外电路中电子从碳棒流向锌外壳
C.电流从锌流到碳棒上
D.在电池内部阳离子从碳棒向锌片移动
A
【课堂练习】
2.汽车的启动电源常用铅蓄电池，其放电时的原电池反应如下：
PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O
根据此反应判断，下列叙述中正确的是( )
A.Pb是正极
B.PbO2得电子，被氧化
C.负极反应是Pb＋SO42-－2e－=PbSO4
D.电池放电时，溶液的酸性增强
E.工作时，电解质溶液中的H＋移向正极
F.当铅酸蓄电池向外电路提供2mol电子时，负极板的质量增加98g
CE
三、燃料电池
1.氢氧燃料电池
①酸性电解质溶液(H2SO4)
总反应：2H2+O2 = 2H2O
负极：2H2－ 4e- = 4H+
正极：O2 ＋ 4e- ＋ 4H+ = 2H2O
②碱性电解质溶液(KOH)
总反应：2H2+O2 = 2H2O
负极：2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O
正极：O2 ＋4e- ＋2H2O = 4OH-
负极：CH4 - 8e- + 2H2O = CO2↑ + 8H+
正极：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
总反应：CH4 + 2O2 = CO2↑ + 2H2O
2.甲烷燃料电池
①酸性电解质溶液(H2SO4)
总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O
负极：CH4 - 8e- + 10OH- =CO32- + 7H2O
正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
②碱性电解质溶液(KOH)
国家电投氢能公司全自主研发的“氢腾”燃料电池系统广泛应用于氢能大巴。某种氢燃料电池的内部结构如图，下列说法正确的是( )
A.电池工作时，电解质溶液中的H＋向b极移动
B.a极发生的电极反应为H2＋2e－＋2OH－= 2H2O
C.b极为正极，发生氧化反应
D.当外电路有1 mol电子转移时，b极消耗5.6 L O2
【课堂练习】
A

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