資源簡介

(共23張PPT)
電化學專題（綜合專題）
電化學專題
——載人航天中化學電源及氧氣的再生為例
列舉不同類型的化學電源
認識載人航天中的化學電源
氫氧燃料電池
料
1839年英國物理學家威廉 葛洛夫“燃料電池之父”
1959年堿性培根氫氧電池
1962年質子交換膜氫氧電池
1902年首次用氫氧化鉀做電解質
了解氫氧燃料電池的發展歷程
太空艙中的水從哪里來？
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
SO42-
Zn失去電子
電子從鋅極流出
導線（外電路）
流入銅極
H+在銅極上得到電子
正極
負極
2H+ +2e-=H2↑
電流方向
電解質溶液（內電路）
Zn-2e-=Zn2+
C2棒
Cu2+
Cu2+
Cl-
Cl-
Cu2+得到電子
-電 源+
Cl-在碳棒上失去電子
陽極
陰極
2Cl- -2e-=Cl2↑
電流方向
電解質溶液（內電路）
Cu2+ +2e-= Cu
C1棒
導線
導線
任務一：建立原電池的二維四要素模型
陰離子
陽離子
電解質
-e-
還原劑（負極）
氧化劑
（正極）
氧化
產物
還原
產物
氧化反應
還原反應
I
I
原理
維度
電極
產物
電極反應物
微觀
過程
宏觀
現象
失電子
場所
電子
導體
離子
導體
得電子
場所
裝置維度
任務一：建立電解池原理的二維四要素模型
陽離子
陰離子
電解質
氧化劑（陰極）
還原劑（陽極）
還原產物
氧化
產物
還原反應
氧化反應
-電源+
-e-
+e-
I
I
原理
維度
電極
產物
電極反應物
微觀
過程
宏觀
現象
得電子
場所
電子
導體
離子
導體
失電子
場所
裝置維度
還原產物
氧化產物
任務二：設計氫氧燃料電池的原理示意圖
任務二：設計電解水的原理示意圖
任務三：應用模型分析原電池工作原理
銀鋅電池
負極：Zn＋2OH－－2e－ = Zn(OH)2
正極：Ag2O＋H2O＋2e－ =Ag＋2OH－
Zn(OH)2
Ag
e-
Zn
Ag2O
氧化反應
OH-
K+
KOH(aq)
還原反應
原理
維度
電極
產物
電極反應物
微觀
過程
宏觀
現象
失電子
場所
電子
導體
離子
導體
得電子
場所
裝置維度
惰性電極電解氯化鈉
陰極：2H2O＋2e－ ===H2 ＋2OH－
陽極：2Cl－－2e－ == Cl2
↑
↑
↑
↑
Cl2
H2和OH-
+電源-
-e-
Cl－
水中的H+
+e-
氧化反應
Cl－
Na+
NaCl(aq)
還原反應
任務三：應用模型分析電解池工作原理
原理
維度
電極
產物
電極反應物
微觀
過程
宏觀
現象
失電子
場所
電子
導體
離子
導體
得電子
場所
裝置維度
【評價1】 （2023年甲卷）用可再生能源電還原 CO2時，采用高濃度的 K+抑制酸性電解液中的析氫反應來提高多碳產物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示
A．析氫反應發生在IrOx-Ti電極上
B．Cl-從Cu電極遷移到IrOx-Ti電極
C．陰極發生的反應有： 2CO2+12H++12e =C2H4+4H2O
D．每轉移1mol電子，陽極生成11.2L氣體(標準狀況)
任務四：用模型分析高考試題
任務四：用模型分析高考試題
任務四：用模型分析高考試題
【評價2】 (2023·全國新高考真題)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質的電池，其示意圖如下所示。放電時，Zn2+可插入V2O5層間形成ZnXV2O5·nH2O 下列說法錯誤的是
A．放電時V2O5為正極
B．放電時Zn2+由負極向正極遷移
C．充電總反應：
D．充電陽極反應：
任務四：用模型分析高考試題
總結提升——電化學知識網絡圖
找電極
看裝置
寫反應
作判斷
正負極陰陽極
原電池、電解池
電極反應式 總反應
反應現象
微粒（如電子、離子）移動
電解質（如pH、濃度）變化
根據守恒關系的計算
電極、離子交換膜的類型
總結提升——解決電化學問題的一般思路
拓展視野——“神舟”飛船中的化學電池
“神舟”飛船：返回艙（銀鋅蓄電池組）、
軌道艙、推進艙（太陽能點陣-鎳鎘蓄電池組系統）等等。
科技前沿——電池領域的最新進展
固態電池
新型高容量鋰離子電池
固態電池
新型高容量鋰離子電池
科技前沿——電池領域的最新進展

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