資源簡介

(共16張PPT)
第一節 化學反應與能量
第3課時 常見化學電源
【核心素養】
1.宏觀辨識與微觀探析：
2.證據推理與模型認知：
3.變化觀念與平衡思想：
4.科學態度與社會責任：了解化學電源廣泛的應用及廢舊電池對環境的危害，設想其處理方法
【教學重難點】
重點：
難點：
1.鋅錳干電池
一、一次電池——放電之后不能充電的電池
優點：制作簡單、價格便宜。
缺點：放電時間短，電壓下降快，放電過程中易氣漲或漏液。
負極（鋅筒）：Zn - 2e- = Zn2+
正極（石墨棒）：2MnO2 +2NH4+ + 2e- = 2MnOOH + 2NH3↑
總反應：Zn+2NH4+ +2MnO2 =Zn2++2NH3↑ +2MnOOH
2. 鋅銀電池
負極：Zn + 2OH-﹣2e- = Zn(OH)2
正極：Ag2O + 2e- + H2O === 2Ag + 2OH-
總反應：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag
以鋅為負極，銀的氧化物為正極，氫氧化鉀（或鈉）溶液為電解液
優點：體積小， 適用于電子表和電子計算器
二、二次電池
3.實例：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鎳-鎘堿性蓄電池、鋰離子電池等。
1.概念：二次電池又稱可充電電池或蓄電池，是一類放電后可以再充電而反復使用的電池。
2.能量轉化：
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
放電
充電
負極：Pb – 2e- + SO42- = PbSO4
正極：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ = PbSO4 + 2H2O
鉛酸蓄電池
正極： PbO2
負極： Pb
電解質溶液：稀硫酸
缺點：比能量低、笨重、廢棄電池污染環境
優點：可重復使用、電壓穩定、使用方便、安全可靠、價格低廉
鎳-鎘堿性蓄電池
總反應：Cd + 2NiO(OH) + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
特點：體積小，比鉛蓄電池壽命長，可充電超過500次。
缺點：鎘是致癌物質，廢棄的鎳鎘電池若不回收，會嚴重污染環境。
應用：收錄機、無線對講機、電子閃光燈、電動剃須刀等。
負極(Cd)：Cd－2e-＋2OH-＝ Cd(OH)2
正極(NiO(OH))：2NiO(OH)＋2e-＋2H2O＝2Ni(OH)2＋2OH-
鋰離子電池——新一代可充電的綠色電池
特點：以密度最小的金屬鋰作為電池的負極，跟用質量相同的其他金屬相比較，使用壽命大大延長。
應用：筆記本電腦、移動電話、數碼照相機、攝像機等低功耗電器。
正極：3SOCl2＋8e-＝6Cl-＋SO32- ＋2S
負極：8Li－8e- ＝ 8Li+
鋰亞硫電池總反應式：8Li＋3SOCl2 ＝6LiCl＋Li2SO3＋2S
1.下列有關鋅錳干電池的說法中正確的是( )
A.鋅外殼是負極，石墨碳棒是正極材料
B.在外電路中電子從碳棒流向鋅外殼
C.電流從鋅流到碳棒上
D.在電池內部陽離子從碳棒向鋅片移動
A
【課堂練習】
2.汽車的啟動電源常用鉛蓄電池，其放電時的原電池反應如下：
PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O
根據此反應判斷，下列敘述中正確的是( )
A.Pb是正極
B.PbO2得電子，被氧化
C.負極反應是Pb＋SO42-－2e－=PbSO4
D.電池放電時，溶液的酸性增強
E.工作時，電解質溶液中的H＋移向正極
F.當鉛酸蓄電池向外電路提供2mol電子時，負極板的質量增加98g
CE
三、燃料電池
1.氫氧燃料電池
①酸性電解質溶液(H2SO4)
總反應：2H2+O2 = 2H2O
負極：2H2－ 4e- = 4H+
正極：O2 ＋ 4e- ＋ 4H+ = 2H2O
②堿性電解質溶液(KOH)
總反應：2H2+O2 = 2H2O
負極：2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O
正極：O2 ＋4e- ＋2H2O = 4OH-
負極：CH4 - 8e- + 2H2O = CO2↑ + 8H+
正極：O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
總反應：CH4 + 2O2 = CO2↑ + 2H2O
2.甲烷燃料電池
①酸性電解質溶液(H2SO4)
總反應：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O
負極：CH4 - 8e- + 10OH- =CO32- + 7H2O
正極：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
②堿性電解質溶液(KOH)
國家電投氫能公司全自主研發的“氫騰”燃料電池系統廣泛應用于氫能大巴。某種氫燃料電池的內部結構如圖，下列說法正確的是( )
A.電池工作時，電解質溶液中的H＋向b極移動
B.a極發生的電極反應為H2＋2e－＋2OH－= 2H2O
C.b極為正極，發生氧化反應
D.當外電路有1 mol電子轉移時，b極消耗5.6 L O2
【課堂練習】
A

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