人教版高中化学 31《电池探秘》课件 鲁科选修1.ppt

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1、 课题课题1 电池探秘电池探秘 1使学生能以铜锌原电池为例，分析原使学生能以铜锌原电池为例，分析原电池的工作原理，知道原电池的组成条件。电池的工作原理，知道原电池的组成条件。2了解如何从实验室中的原电池改进到实了解如何从实验室中的原电池改进到实 际应用的电池际应用的电池。3介绍日常生活中常用的化学电源和新型化介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池，了解电池的发展方向学电池，了解电池的发展方向。4体会化学知识在实际生活中的应用。体会化学知识在实际生活中的应用。2021/8/9 星期一1普通锌锰电池普通锌锰电池碱性电池碱性电池 镍镍镉镉电电池池小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池 锂离子电池锂

2、离子电池 镍氢电池镍氢电池 2021/8/9 星期一2、锌片：锌片：Zn Zn Zn Zn2+2+2e+2e （氧化反应）（氧化反应）铜片：铜片：2H 2H+2e+2e H H2 2（还原反应）（还原反应）总反应式：总反应式：Zn+2H Zn+2H+ZnZn2+2+H2 +H2电子由锌片经导线流向铜片电子由锌片经导线流向铜片请你利用学过的知识分析请你利用学过的知识分析:1 1、导线连接后、导线连接后,铜片上产生什么气体铜片上产生什么气体?为什么会在铜片上产生？为什么会在铜片上产生？2 2电流计指针偏转说明了什么问题？电流计指针偏转说明了什么问题？3 3写出锌片和铜片上变化的离子方程写出锌片和铜

3、片上变化的离子方程式、反应类型及电子流向。式、反应类型及电子流向。.原电池是怎样工作的呢？电流方向电流方向2021/8/9 星期一3失电子发生失电子发生氧化反应氧化反应电解质溶液电解质溶液电子（电子（e-）阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极（-）Zn H2SO4 Cu（+）得电子发生得电子发生还原反应还原反应电子的流向：电子的流向：负极负极导线导线正极正极电流的方向：电流的方向：正极正极 负极负极一、电池是怎样工作的一、电池是怎样工作的2021/8/9 星期一4概括整合还原反应还原反应电子流入的一极电子流入的一极负极负极-导线导线-正极正极氧化反应氧化反应电子流出的一极电子流出的一极正极

4、正极(+)(+)负极负极(-)(-)电子流动的电子流动的方向方向反应类型反应类型定义定义电极电极名称名称电极名称及电极反应：电极名称及电极反应：原电池的原理：原电池的原理：较活泼的金属失去电子发生氧化反较活泼的金属失去电子发生氧化反较活泼的金属失去电子发生氧化反较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）不活泼的金属（正极）不活泼的金属（正极）不活泼的金属（正极）.电解质溶液中的得电子能力电解质溶液中的得电

5、子能力电解质溶液中的得电子能力电解质溶液中的得电子能力强的粒子在正极上得到电子发生还原反应，从而实现强的粒子在正极上得到电子发生还原反应，从而实现强的粒子在正极上得到电子发生还原反应，从而实现强的粒子在正极上得到电子发生还原反应，从而实现了了了了化学能化学能化学能化学能向向向向电能电能电能电能的转化的转化的转化的转化口决：负氧口决：负氧正还正还2021/8/9 星期一5实验探究：原探究：原电池池组成条件成条件第第1小组：小组：n-Cu-稀硫酸稀硫酸n-Cu-酒精酒精n-Cu-橘子橘子第第3小组：小组：Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸 Cu-C-稀硫酸稀硫酸第第2小组：小组：Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸Zn

6、-Zn-稀硫酸稀硫酸第第4小组：小组：n-Cu-苹果苹果 Zn、Cu分别插入两个不同的苹果分别插入两个不同的苹果注意注意:1 1、勿将溶液溅到槽外，槽中溶液勿装太多；、勿将溶液溅到槽外，槽中溶液勿装太多；3 3、实验完毕将电极用烧杯中的水洗净，并用纸巾擦干。、实验完毕将电极用烧杯中的水洗净，并用纸巾擦干。2021/8/9 星期一6实验结果：实验结果：编号编号电极和溶液电极和溶液是否产生电流是否产生电流 原因原因123Zn-Cu-Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸 Zn-Cu-Zn-Cu-酒精酒精 Zn-Cu-Zn-Cu-橘子橘子45Zn-Cu-Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸Zn-Zn-Zn-Zn-稀硫酸稀硫酸

7、67Zn-Cu-Zn-Cu-稀硫酸稀硫酸Cu-C-Cu-C-稀硫酸稀硫酸89Zn-Cu-Zn-Cu-苹果苹果ZnZn、CuCu分别插入两个不分别插入两个不同的苹果中同的苹果中没有电解质没有电解质两电极相同两电极相同没有自发的氧化还原反应没有自发的氧化还原反应没有闭合回路没有闭合回路2021/8/9 星期一7形成原电池的条件有哪些？形成原电池的条件有哪些？1、有活泼性不同的两种金属或着一种金、有活泼性不同的两种金属或着一种金属和非金属导体（如石墨）作电极属和非金属导体（如石墨）作电极2、有合适的电解质（酸、碱、盐）、有合适的电解质（酸、碱、盐）3、形成闭合回路、形成闭合回路 有一个自发进行的氧化

8、还原反应有一个自发进行的氧化还原反应 交流交流研讨研讨2021/8/9 星期一8判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明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，并写出电极反应理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式式.()()()负极负极总反应：总反应：正极正极Zn+2H+Zn2+H2Zn2e-Zn2+2H+2e-H2（Zn）（Ag）2021/8/9 星期一9()()负极负极正极正极总反应总反应：正极正极负极负极总反应：总反应：Zn+2H+Zn2+H2Fe+Cu2+Fe2+Cu()Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-Cu

9、 （Zn）（Cu）（Fe）（Ag）2021/8/9 星期一10干电池负极：负极：Zn 2e-=Zn2+（负极）（负极）（正极）（正极）正极：正极：2NH4 4+2e-=2NH3+H2总反应：总反应：Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H22MnO2+H2=2MnO(OH)ZnCl2+4NH3=Zn(NH3)4Cl2其他干电池：其他干电池：碱性锌碱性锌-锰干电池、锰干电池、银银-锌纽扣电池等锌纽扣电池等优点：优点：携带方便携带方便缺点：缺点：电量小，污染大电量小，污染大锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通锌普通锌-锰干电池的结构锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等二、认识各种

10、电池二、认识各种电池2021/8/9 星期一11蓄电池（1 1）铅蓄电池）铅蓄电池正极材料上正极材料上涂有棕褐色涂有棕褐色的的PbOPbO2 2，负极，负极材料是海绵材料是海绵状的金属铅，状的金属铅，两极浸在两极浸在H H2 2SOSO4 4溶液中。溶液中。写出电极反写出电极反应式。应式。2021/8/9 星期一12铅蓄电池铅蓄电池2021/8/9 星期一13锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电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。负极相比较，使用寿命大大延长。2021/8/9 星期一14 随着用电器朝

11、着随着用电器朝着小型化、多功能化发小型化、多功能化发展的要求，对电池的展的要求，对电池的发展也提出了小型化、发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。多功能化发展的要求。体积小、性能好的碱性锌锰电池应运体积小、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液由原来而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由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，使放电电锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。流大幅度提高。2021/8/9 星期一15新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全燃料电池不是把还原剂、氧化剂

12、物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外部贮藏在电池内，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界输入，同时将电极反应产物不断排出电池2021/8/9 星期一16氢氧燃料电池氢氧燃料电池Pt电极H2O2氢氧燃料电池模拟氢氧燃料电池模拟KOH航天技术上使用的一种电航天技术上使用的一种电池，它具有高能、轻便、池，它具有高能、轻便、不污染环境等优点。用不污染环境等优点。用PtPt做电极，做电极，KOHKOH溶液做电解溶液做电解液，因其反应与氢氧燃烧液，因其反应与氢氧燃烧相似，故称为氢氧燃烧电相似，故称为氢氧燃烧电池。请写出各电极的电极池。请写出各电极的电极反应。反应。若将氢气

13、换成甲烷，若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应写出各电极的电极反应2021/8/9 星期一17燃料电池 把能源中燃料燃烧反应的化学能把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的直接转化为电能的“能量转换器能量转换器”2 H2+O2=2 H2O点燃点燃氢氧燃料电池氢氧燃料电池 常见的燃料电池还有甲烷燃料电池、铝常见的燃料电池还有甲烷燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池等空气燃料电池、熔融盐燃料电池等优点：优点：效率高、无污染，装置可持续使用效率高、无污染，装置可持续使用多孔性金属电极，具有催化性能多孔性金属电极，具有催化性能2021/8/9 星期一18化学电池的表示方法化学电池的表示方法

14、(-)负极负极|电解质电解质|正极正极 (+)铜锌原电池铜锌原电池(-)Zn|H2SO4|Cu (+)锌锰干电池锌锰干电池(-)Zn|,|MnO2,C(+)碱性锌锰电池碱性锌锰电池(-)Zn|KOH|MnO2,C(+)汞锌纽扣电池汞锌纽扣电池(-)Zn|KOH|,C(+)铅酸蓄电池铅酸蓄电池(-)Pb|H2SO4|PbO2 (+)氢氧燃料电池氢氧燃料电池(-)Pt,H2|KOH|O2,Pt(+)2021/8/9 星期一19减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源2021/8/9 星期一20原电池的定义原电池的定义1 1、两个活泼性不同的电极、两个活泼性不同的电极2 2、电解质溶液、电解质溶

15、液3 3、闭合回路、闭合回路原电池的构成条件原电池的构成条件原电池的工作原理原电池的工作原理将化学能转变为电能的装置将化学能转变为电能的装置较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流子从较活泼的金属（负极）通过外电路流子从较活泼的金属（负极）通过外电路流子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）向较不活泼的金属（正极）向较不活泼的金属（正极）向较不活泼的金属（正极）.电解质溶液中电解质溶液中电解质溶液中电解质溶液中的得电子能力强的粒子在正极上得到电子的得电子能力强的粒子在正极上得到电子的得电子能力强的粒子在正极上得到电子的得电子能力强的粒子在正极上得到电子发生还原反应，从而实现了化学能向电能发生还原反应，从而实现了化学能向电能发生还原反应，从而实现了化学能向电能发生还原反应，从而实现了化学能向电能的转化的转化的转化的转化课堂小结课堂小结2021/8/9 星期一21谢谢2021/8/9 星期一22