高二 人教版 化學(xué) 選擇性必修1 第四章 第一節(jié) 原電池《第2課時 化學(xué)電源（一次電池、二次電池）》課件

高二—人教版—化學(xué)—選擇性必修1—第四章第一節(jié)

原電池

第2課時化學(xué)電源（一次電池、二次電池）學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能列舉常見的化學(xué)電源。2.能調(diào)用原電池的認(rèn)知模型探析常見一次電池和二次電池的主要構(gòu)造及工作原理，提高對原電池本質(zhì)的認(rèn)識。3.能用電極反應(yīng)式和電池總式表示常見一次電池和二次電池發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，體會變化與守恒的思想。4.能深刻認(rèn)識化學(xué)在解決能源危機中的重要作用，形成可持續(xù)發(fā)展的意識和綠色化學(xué)的觀念。

應(yīng)用廣泛的化學(xué)電源

環(huán)節(jié)一：認(rèn)識身邊的化學(xué)電池圖片均來自網(wǎng)絡(luò)

環(huán)節(jié)一：認(rèn)識身邊的化學(xué)電池二次電池不能充電和反復(fù)使用放電后可以再充電而重復(fù)使用一次電池

化學(xué)電源的分類圖片均來自網(wǎng)絡(luò)電極反應(yīng)物負(fù)極材料電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體正極材料電極產(chǎn)物還原劑原理維度負(fù)極微觀過程ne-失電子場所得電子場所裝置維度正極宏觀現(xiàn)象氧化產(chǎn)物-=還原產(chǎn)物+=氧化劑ne-e-e-e-An+Bm-鹽橋/膜

原電池認(rèn)知模型

負(fù)極反應(yīng)物：

。正極反應(yīng)物：

。離子導(dǎo)體：

。環(huán)節(jié)二：應(yīng)用模型探析堿性鋅錳電池【舊知回顧】MnO2：強氧化劑，可與濃HCl共熱以制取氯氣鋅粉和KOH的混合物MnO2金屬外殼圖4-3堿性鋅錳電池的構(gòu)造示意圖MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O?ZnMnO2KOH

——主要構(gòu)造

Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2（升失氧）（降得還）負(fù)極：正極：堿性鋅錳電池的總反應(yīng)式失2e-×10+2得e-×2+4+3+2OH-=Zn

—Zn(OH)2-2e-+2H2O

=+2OH-2MnO2+2e-

—

2MnO(OH)——電極反應(yīng)式環(huán)節(jié)二：應(yīng)用模型探析堿性鋅錳電池電極反應(yīng)物負(fù)極材料電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體正極材料電極產(chǎn)物原理維度Zn區(qū)微觀過程失電子場所得電子場所裝置維度MnO2區(qū)宏觀現(xiàn)象e-e-e-K+OH-

堿式鋅錳電池放電示意圖

+-Zn2OH-Zn(OH)22e-=2H2O+2MnO(OH)=2MnO22e-+環(huán)節(jié)二：應(yīng)用模型探析堿性鋅錳電池——工作原理負(fù)極反應(yīng)物：

。正極反應(yīng)物：

。離子導(dǎo)體：

。環(huán)節(jié)三：應(yīng)用模型探析鉛酸蓄電池——主要構(gòu)造【資料卡片】PbO2:具有強氧化性，能與濃HCl共熱制取氯氣鉛酸蓄電池的構(gòu)造示意圖PbPbO2H2SO4?PbO2+4HCl(濃)=PbCl2+Cl2↑+2H2OPbO2PbH2SO4（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）鉛酸蓄電池放電時的電池反應(yīng)總式環(huán)節(jié)三.應(yīng)用模型探析鉛酸蓄電池——電池反應(yīng)式【資料卡片】PbO2:具有強氧化性，能與濃HCl共熱制取氯氣Pb的化合價:?PbO2+4HCl(濃)=PbCl2+Cl2↑+2H2O（歸中反應(yīng)）Pb+PbO2

0+2失2e-×1+4得2e-×1PbSO4+2H2O2+2H2SO4＝－鉛酸蓄電池的構(gòu)造示意圖（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）PbSO4:難溶于水Pb+PbO2+2H2SO4＝

2PbSO4+2H2O（升失氧）（降得還）負(fù)極：正極：得2e-×1+4失2e-×10+2+SO42-

=—Pb

PbSO4-2e-PbO2

—PbSO4+2e-——電極反應(yīng)式環(huán)節(jié)三：應(yīng)用模型探析鉛酸蓄電池+2H2O+4H+

=+SO42-

鉛酸蓄電池的總反應(yīng)式電極反應(yīng)物負(fù)極材料電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體正極材料電極產(chǎn)物原理維度微觀過程失電子場所得電子場所裝置維度宏觀現(xiàn)象e-e-e-H+SO42-

鉛酸蓄電池放電示意圖

Pb2e-SO42-PbSO4+-=PbO22e-SO42-PbSO4+=+覆蓋Pb的極板覆蓋PbO2的極板環(huán)節(jié)三：應(yīng)用模型探析鉛酸蓄電池——工作原理小身材大能量輕巧、可充電、能量強大、綠色環(huán)保

——應(yīng)用領(lǐng)域非動力類鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域動力類鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)節(jié)四、認(rèn)識鋰離子電池（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）環(huán)節(jié)四、認(rèn)識鋰離子電池氧化鈷鋰離子隔膜電解液隔膜電解液鋰離子氧化鈷嵌鋰石墨二硫化鈦電解液隔膜金屬鋰鋰離子1976年1980年1985年美國埃克森石油公司英國牛津大學(xué)日本旭化成公司（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）鈷酸鋰鋰離子電池放電時的總反應(yīng)式：

環(huán)節(jié)四、認(rèn)識鋰離子電池（圖片、視頻1來自網(wǎng)絡(luò)）LixCy+Li(1-x)CoO2=LiCoO2+Cy鈷酸鋰鋰離子電池放電時的總反應(yīng)式：

負(fù)極：

Li(1-x)CoO2+xe-

+

xLi+=LiCoO2LixCy-xe-

=Cy+xLi+

環(huán)節(jié)四、認(rèn)識鋰離子電池——電極反應(yīng)式（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）正極：LixCy+Li(1-x)CoO2=LiCoO2+Cy負(fù)極，失電子，Li+減少正極，得電子，Li+增加電極反應(yīng)物負(fù)極材料電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體正極材料電極產(chǎn)物原理維度嵌Li石墨微觀過程失電子場所得電子場所裝置維度宏觀現(xiàn)象e-e-e-Li+

鋰離子電池放電示意圖

鋰離子透過膜

非水有機電解質(zhì)LixC6Li(1-x)CoO2Cy+xLi+xe-LixCy

=－LiCoO2xLi+xe-

Li(1-x)CoO2++=環(huán)節(jié)四：認(rèn)識鋰離子電池——工作原理環(huán)節(jié)四：認(rèn)識鋰離子電池——充放電的過程LixCy+Li(1-x)CoO2

LiCoO2+Cy充電放電(視頻2來自網(wǎng)絡(luò)）電極反應(yīng)物負(fù)極材料電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體正極材料電極產(chǎn)物原理維度微觀過程裝置維度宏觀現(xiàn)象

MnO2PbLixCyPbO2KOHH2SO4有機電解質(zhì)+隔膜Li(1-x)CoO2

Zn環(huán)節(jié)五

：總結(jié)提升——常見一次、二次化學(xué)電池e-e-e-廢舊電池回收利用（圖片均來自網(wǎng)絡(luò)）堿性鋅錳電池鉛酸蓄電池鋰離子電池發(fā)明時間1949年1859年1992年優(yōu)點便于攜帶電壓平穩(wěn)

電壓穩(wěn)定使用方便

價格低廉比能量高放電速度快循環(huán)壽命較長工作溫度范圍寬缺點不能重復(fù)使用

比能量低、笨重存在鉛污染風(fēng)險成本高安全性不高注：比能量——單位質(zhì)量或單位體積輸出電能的多少理想電池：更經(jīng)濟(jì)環(huán)保、更輕便易攜，比能量和比功率更大、續(xù)航時間更長。環(huán)節(jié)五

：總結(jié)提升謝謝觀看！高二—人教版—化學(xué)—選擇性必修1—第四章第一節(jié)

原電池

第2課時化學(xué)電源（一次電池、二次電池）答疑1．（課本100頁第4題）貯備電池具有下列特點：日常將電池的一種組成部分(如電解質(zhì)溶液)與其他部分隔離備用；使用時電池可迅速被激活并提供足量電能。貯備電池主要用于應(yīng)急救援和武器系統(tǒng)等。Mg-AgCl電池是一種可被海水激活的貯備電池。下列敘述中錯誤的是()A．正極反應(yīng)式為Ag++e-

=AgB．負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+C．電池放電時Cl-由正極向負(fù)極遷移D．負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑AgCl+e-=Ag+Cl-A（1）請寫出普通鋅錳電池中的負(fù)極材料、電解質(zhì)的主要成分，以及正極發(fā)生的主要反應(yīng)。Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)負(fù)極材料：鋅電解質(zhì)的主要成分：

NH4Cl2.（課本100頁第6題）普通鋅錳電池（如右圖）放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為：得e-×2+3+4失2e-×10+2正極主要反應(yīng)：MnO2+e-—

MnO(OH)+NH4++NH3=析價態(tài)定正負(fù)標(biāo)得失等電子選離子配電荷思維模型分析化合價的升降確定正極（降得還）、負(fù)極（升失氧）確定得、失電子數(shù)確保電子守恒根據(jù)離子導(dǎo)體的類型，確保電荷守恒根據(jù)電池總反應(yīng)式，寫電極反應(yīng)式的思維模型復(fù)雜電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－簡單的電極反應(yīng)式(先寫)巧用水等原子確保原子守恒（2）堿性鋅錳電池是普通鋅錳電池的升級換代產(chǎn)品，堿性鋅錳電池在裝置維度作了哪些改動？改動后有哪些優(yōu)點？

堿性鋅錳干電池普通鋅錳干電池構(gòu)造圖

裝置維度

堿性鋅錳干電池采用了反極式的結(jié)構(gòu)設(shè)計（負(fù)極改裝在電池的內(nèi)部），不