第二單元(dānyuán)化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化常見(chánɡjiàn)的化學(xué)電源第一頁，共21頁。11．了解化學(xué)電源的種類及工作原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)際意義。2．了解常見(chánɡjiàn)的一次電池、二次電池和燃料電池。3．了解廢舊電池對(duì)環(huán)境的危害，樹立環(huán)保意識(shí)。第二頁，共21頁。2用途廣泛(guǎngfàn)的電池筆記本電腦專用電池手機(jī)專用電池?cái)z像機(jī)專用電池各式各樣的紐扣電池化學(xué)電池用于汽車的鉛蓄電池第三頁，共21頁。3一、分類(fēnlèi):①一次電池又稱不可(bùkě)充電電池——干電池②二次電池又稱充電電池——蓄電池③燃料電池——?dú)溲跞剂想姵爻Ｒ姷幕瘜W(xué)(huàxué)電源第四頁，共21頁。4銀鋅鈕扣(niǔkòu)電池正極(zhèngjí)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH－負(fù)極(fùjí)：Zn+2OH－-2e-=Zn(OH)2總反響：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag二、一次電池電極材料：氧化銀加石墨金屬鋅電解質(zhì)溶液：強(qiáng)堿氫氧化鉀。試著寫出電極反響式價(jià)格昂貴，使用壽命較短。第五頁，共21頁。5一次電池(diànchí)普通(pǔtōng)干電池電極材料(cáiliào)：鋅粉、銅釘、MnO2、C電解質(zhì)溶液：KOH溶液電極總反響式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考負(fù)極：正極：使用方便、性能優(yōu)良，貯存期長。多數(shù)只能一次使用，不能充電；價(jià)格較貴。第六頁，共21頁。6原電池電極(diànjí)方程式的書寫1、寫出總化學(xué)反響方程式〔離子反響改寫成離子方程式〕2、分析氧化(yǎnghuà)復(fù)原反響中的氧化(yǎnghuà)劑，復(fù)原劑，進(jìn)而分析正負(fù)極。3、寫出較簡單一極的電極反響式4、總反響式—較簡單一極的電極反響式=另一極的反響式第七頁，共21頁。7二次電池(diànchí)鉛蓄電池電極材料：用填滿海綿狀鉛的鉛板，填滿二氧化鉛的鉛板。其中活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2)，呈深棕色；海綿狀純鉛(Pb)，呈青灰色。電解質(zhì)溶液(róngyè)：并用1.28％的稀硫酸作電解質(zhì)。Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O請(qǐng)思考(sīkǎo)電極反響式？第八頁，共21頁。8Pb+SO42--2e-=PbSO4

正極(zhèngjí)：PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O氧化(yǎnghuà)反響復(fù)原(fùyuán)反響負(fù)極：鉛蓄電池充電的反響那么是上述反響的逆過程鉛蓄電池負(fù)極正極Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O思考：放電過程中，溶液的PH值如何變化？第九頁，共21頁。9缺點(diǎn)(quēdiǎn)：比能量低、廢棄(fèiqì)電池污染環(huán)境優(yōu)點(diǎn)(yōudiǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、平安可靠、價(jià)格低廉其它二次電池鎳鎘電池、鎳氫電池、銀鋅電池、鋰電池、鋰離子電池……鉛蓄電池第十頁，共21頁。10燃料電池(ránliàodiànchí)燃料電池是利用燃料和氧化(yǎnghuà)劑之間的氧化(yǎnghuà)復(fù)原反響，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電源。〔氫氣、甲烷、肼、甲醇、氨等燃料電池……〕氫氧燃料電池(ránliàodiànchí)負(fù)極:2H2-4e-+4OH-==4H2O正極:O2+2H2O+4e-==4OH-總反響:2H2+O2==2H2O電解質(zhì)溶液：KOH溶液燃料做負(fù)極，助燃劑氧氣為正極第十一頁，共21頁。11假設(shè)把氫氧化鉀換成硫酸,電極反響(fǎnxiǎng)式又該如何呢？酸性電解質(zhì)：負(fù)極：2H2-4e-==4H+正極(zhèngjí)：O2+4H++4e-==2H2O總反響：2H2+O2==2H2O思考(sīkǎo)第十二頁，共21頁。12假設(shè)將上述電池的電解液換成一種特殊(tèshū)的固體電解質(zhì)固體氧化鋯—氧化釔，O2-可以在其中自由移動(dòng)并通過。請(qǐng)寫出電池的電極反響式和總反響式。負(fù)極：2H2-4e-+2O2-==2H2O正極(zhèngjí)：O2+4e-==2O2-總反響：2H2+O2==2H2O思考(sīkǎo)第十三頁，共21頁。13思考：比照三幅圖，從圖中能看出(kànchū)介質(zhì)嗎？第十四頁，共21頁。14怎樣書寫燃料電池的電極(diànjí)反響式和總反響式？書寫(shūxiě)步驟：1、寫出燃燒反應(yīng)；2、根據(jù)電解液改寫燃料電池總反應(yīng)；3、寫出正極的電極反應(yīng)式(一般較簡單);正極反應(yīng)一般為：①酸性介質(zhì)O2+4H++4e－=2H2O②堿性介質(zhì)O2+2H2O+4e－=4OH－

4、由燃料電池總反應(yīng)減去正極的電極反應(yīng)式得負(fù)極的電極反應(yīng)式。其它常見化學(xué)電源的電極反應(yīng)式也可據(jù)此寫出第十五頁，共21頁。15假設(shè)將上述燃料電池中的燃料換成甲烷(jiǎwán)，電解質(zhì)是稀硫酸。請(qǐng)寫出電極反響式和總反響式。總反響式：CH4+2O2=CO2+2H2O正極(zhèngjí)：2O2+8e-+8H+=4H2O負(fù)極：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+思考(sīkǎo)第十六頁，共21頁。16①氧化劑與復(fù)原劑在工作時(shí)不斷補(bǔ)充；②反響產(chǎn)物不斷排出；③能量轉(zhuǎn)化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。缺點(diǎn)：體積較大、附屬設(shè)備(shèbèi)較多優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對(duì)環(huán)境好其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……燃料電池(ránliàodiànchí)與前幾種電池的差異：第十七頁，共21頁。17三、書寫電極反響注意(zhùyì)的問題a.電極反響是一種離子反響，改寫成離子方程式。b.負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物、正極得電子所得復(fù)原產(chǎn)物，與電解質(zhì)溶液有關(guān)〔如+4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在(cúnzài)、在堿性溶液中以CO32-形式存在(cúnzài)〕。2-——在酸性溶液中它H＋與結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與H2O結(jié)合成OH-。d.兩極反響相加得到總反響，總反響減去負(fù)極反響得到正極反響、總反響減去正極反響得到負(fù)極反響。e.對(duì)于可逆電池反響，要弄清楚充電和放電的方向，放電過程表達(dá)原電池原理，充電過程表達(dá)電解池原理。第十八頁，共21頁。18感悟(gǎnwù)廢舊電池中含有汞、鎘、鉻、鉛等大量毒性很強(qiáng)的重金屬，隨處丟棄會(huì)給土壤、水源等環(huán)境造成(zàochénɡ)嚴(yán)重的污染，并通過食物鏈給人體健康造成(zàochénɡ)威脅和危害。另一方面，廢舊電池中的有色金屬是珍貴的自然資源，如果能回收再利用這些廢舊電池，不僅可以減少對(duì)我們生存環(huán)境的破壞，而且也是對(duì)資源的節(jié)約。電池(diànchí)能否隨意丟棄？如不能，回收廢舊電池(diànchí)的意義是什么？第十九頁，共21頁。19假設(shè)將上述(shàngshù)甲烷燃料