高中化学必修二-第二章第二节2.2精选-课件

第二节化学能与电能第二课时二、发展中的化学电源化学电池：1、化学能转化为电能的装置。2、为了使用方便，还需要把电能转化为化学能储存起来，类似于水库的蓄存水能。化学电池一次性电池：如干电池二次电池（可充电电池）：铅蓄电池等燃料电池：氢氧燃料电池（负极）（正极）锌筒石墨棒MnO2和C普通锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和H2O等1、干电池其他干电池：碱性锌-锰干电池、银-锌纽扣电池等优点：携带方便缺点：电量小，污染大负极：Zn–2e-=Zn2+一次性电池，放电后不能充电。内部氧化还原反应是不可逆的。2、充电电池（1）铅蓄电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O负极：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O优点：可反复使用（实际仍有限）缺点：污染大又称二次电池，内部放电时所进行的氧化还原反应在充电时可以逆向进行。（2）镍镉电池：Cd为负极NiO（OH）为正极，KOH为电解质。但Cd是致癌物质，废弃的电池如不回收，会严重污染环境。（3）锂电池：用锂作负极，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。优点：质量轻、电压高、工效高和贮存寿命长。用途：用于电脑、照相机、手表、心脏起搏器上，及火箭、导弹等的动力电源。3、新型燃料电池燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置。能量转化率理论上可高达85%-90%（现在实际40%-60%）。与干电池和蓄电池的主要差别在于反应物不是贮藏在电池内，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Pt电极H2O2氢氧燃料电池构造示意图KOH电池名称氢氧碱性燃料电池正极负极总反应式有什么燃料可以代替氢气燃料电池的发展前景O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2O2H2+O2=2H2O21世纪，燃料电池是一种广泛使用的电源如果把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质溶液。2H2—4e一=4H+O2+4e一+4H+=2H2O负极:正极:（总反应式：2H2+O2===2H2O）随堂训练1．燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如图所示，a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是()A．a极是负极，该电极上发生氧化反应B．b极反应是O2＋4OH－－4e－===2H2OC．总反应方程式为2H2＋O2===2H2OD．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源答案B2．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：___________________________________________。(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请在右面方框画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式：正极反应：__________________________________，负极反应：__________________________________。(1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+正极反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋负极反应：Cu－2e－===Cu2＋课时作业1．下列有关电池的说法不正确的是()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，锌电极是负极答案B2．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＋，2NH＋4＋2e－===2NH3↑＋H2↑(NH3与Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是()①锌为正极，石墨为负极②锌为负极，石墨为正极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腐蚀用电器A．①③B．②③C．③④D．②④答案D3．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O下列结论正确的是()A．Pb为正极被氧化B．SO2－4只向PbO2极移动C．电解质溶液密度不断减小D．溶液的pH值不断减小答案C4．根据反应：2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag，设计如右图所示原电池，下列说法错误的是()A．X可以是银或石墨B．Y是硫酸铜溶液C．电子从铜电极经外电路流向X电极D．X极上的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag答案B5．下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是A．该系统中只存在3种形式的能量转化B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化答案C6．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋MnO2＋H2O===ZnO＋Mn(OH)2下列说法中，错误的是()A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为MnO2＋2H2O＋2e－===Mn(OH)2＋2OH－C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5gC7．有7种物质：NH3、Mn2O3、ZnCl2、MnO2、NH4Cl、Zn和H2O，分别是锌锰干电池中氧化还原反应的反应物和生成物。(1)①完成并配平该氧化还原反应的方程式：__＋__＋__NH4Cl—__＋__＋__＋__NH3↑。②发生还原反应的物质是_____，被氧化的元素是______。MnO2Zn2MnO22ZnCl2Mn2O3H2O2Zn③若有17.4g氧化剂参与反应，则电子转移数目为________NA(NA表示阿伏加德罗常数)。(2)普通锌锰干电池是利用上述反应原理设计的，其结构如图所示。回答下列问题。①电池中电解质溶液为________。②正极反应式为____________________。③放电时NH＋4向________(填“正极”或“负极”)移动。③0.2NH4Cl2MnO2＋2NH4+＋2e－===Mn2O3＋H2O＋2NH3↑正极(3)废电池中的锌皮常用于实验室制氢气，废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应，产生氢气速率较大的是__，原因为______________________________________。废锌皮废锌皮在稀硫酸中可构成原电池，加快负极失电子速率，相应产生氢气速率较大8、某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe==3Fe2+,不能实现该反应的原电池是()A、正极为Cu、负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液B、正极为C、负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C、正极为Fe、负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D、正极为Ag、负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液CD