【任务驱动式】4.1.2 化学电源 课件（共25张PPT）高中化学人教版2019选择性必修1

(课件网) 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第2课时 化学电源 学习目标 1.通过对常见化学电源的分析，建立对原电池过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。 2.增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。 情境引入 一次电池 二次电池 燃料电池 燃料电池 干电池 铅酸电池 锂电池 知识回顾 自发的氧化还原反应 闭合 回路 原电池 化学能 电能 离子导体 电极材料 电极反应 电子导体 还原反应 氧化反应 任务一 一次电池（放电后不可充电的电池） 1.普通锌锰干电池 【资料卡片】普通锌锰干电池是最早进入市场的实用干电池。因其电解质溶液用淀粉糊固定化，称为干电池。 普通锌锰干电池放电时发生的主要反应为： Zn+2NH4Cl+2MnO2 Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) 请同学们结合资料和示意图分析：电极反应中的还原剂和氧化剂、电极材料、离子导体。 还原剂： 氧化剂： 负极： 正极： 离子导体： 锌筒 Zn MnO2 石墨棒 NH4Cl和ZnCl2混合物 一次电池 任务一 思考1 分析普通锌锰干电池长期占据市场和现在逐渐被替代的可能原因。 干电池漏液 Zn 石墨棒 NH4Cl MnO2 NH4Cl ZnCl2 A 原因1：会发生自放电 原因2：电解质氯化氨为酸性，会腐蚀电池的锌筒且反应有氢气生成，易造成电池膨胀及漏液现象 一次电池 任务一 2.碱性锌锰干电池 金属外壳 离子型 导电隔膜 Zn粉和 KOH混合物 铜针 【资料卡片】已知该电池总反应为： Zn+2MnO2+2H2O 2MnO(OH)+Zn(OH)2 根据示意图和资料： 分析各部分的作用并写出电极反应式。 电极反应 还原剂：Zn粉 氧化剂 ：MnO2 电极材料 负极：铜针 正极：金属外壳 离子导体 KOH、离子型导电隔膜 负极： Zn - 2e- + 2OH- Zn(OH)2 正极： 2MnO2 + 2e- + 2H2O 2MnO(OH) + 2OH- 一次电池 任务一 思考2 阅读资料，找出能使碱性锌锰干电池产生大电流和高电压的设计。 【资料卡片】①碱性干电池增大了正负极间的相对面积，用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液，锌也变成粉末状，同时采用了反应活性更高的电解二氧化锰粉； ②电流是单位时间内通过横截面的电量。 电极活性物质 Zn粉、高活性电解MnO2 电极材料 增大相对面积 离子导体 高导电性 的KOH溶液 加快反应速率 减小电池内阻 大电流 高电压 改进方式 改进目的 改进效果 二次电池 任务二 二次电池又称可充电电池或蓄电池，是一类放电后可以再充电而反复使用的电池。 1.铅酸蓄电池 根据铅蓄电池放电过程的总反应写出电极反应式。 【资料卡片】铅蓄电池放电时的总反应为： Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O PbSO4难溶于水，充电过程与上述过程相反。 负极：Pb + SO42-- 2e- PbSO4 正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- PbSO4 + 2H2O 优点:电压稳定使用方便安全可靠价格低廉 缺点：比能量低、笨重 二次电池 任务二 思考3 铅蓄电池的电极反应物(Pb、PbO2)和放电后的产物(PbSO4)均以固体形式附着在电极材料表面，分析这样设计的目的。 目的：使电极反应物和产物富集在电极材料表面，充、放电时可以循环转化，实现电池重复使用。 Pb PbSO4 放电 充电 负极 PbO2 PbSO4 放电 充电 正极 知识拓展 各种新能源汽车电池 电池类型 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 比能量/ (W·h·kg－1) 55 60～70 120 循环寿命/次 500以上 1000以上 1000以上 优点 比能量较高、寿命长、耐过充放性好 比能量高、寿命长 比能量高、 寿命长 缺点 镉有毒、有记忆效应、价格较高 价格高、高温充电性差 价高、存在一定安全性问题 比能量（比功率）：电池单位质量或单位体积所能输出 电能的多少（或功率的大小） 二次电池 任务二 2.锂离子电池 2019诺贝尔化学奖得主 斯坦利·惠 ... ...