(2020)新苏教版高中化学高一必修第二册专题6第三单元第2课时 化学电源 电解池ppt课件.pptx
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1、第三单元化学能与电能的第三单元化学能与电能的转化转化第第2课时化学电源电解池课时化学电源电解池自主自主预习预习新知新知导学导学合作探究合作探究释疑释疑解惑解惑课课 堂堂 小小 结结课标定位课标定位素养阐释素养阐释1.认识生活中常用的各类电池认识生活中常用的各类电池,能用原电池原理能用原电池原理解释各类化学电源的工作原理解释各类化学电源的工作原理,体会化学学科的体会化学学科的社会价值。社会价值。2.能依据原电池原理正确书写简单化学电源的能依据原电池原理正确书写简单化学电源的电极反应式电极反应式,提高模型认知的能力。提高模型认知的能力。3.能说出电解池的能量转化形式以及简单应用。能说出电解池的能量
2、转化形式以及简单应用。一、化学电源一、化学电源1.分类。分类。(1)一次电池一次电池:不能充电不能充电,用过之后不能复原。用过之后不能复原。(2)二次电池二次电池:可充电可充电,可多次重复使用。可多次重复使用。(3)燃料电池。燃料电池。2.常见的化学电源常见的化学电源。 【自主思考【自主思考1】 铅蓄电池的电池反应式为铅蓄电池的电池反应式为Pb+PbO2+ 2H2SO42PbSO4+2H2O。请写出负极、正极的电极反应。请写出负极、正极的电极反应式。式。【自主思考【自主思考2】 燃料电池两电极反应有何特点燃料电池两电极反应有何特点?提示提示:两个电极均为惰性电极两个电极均为惰性电极,本身不参与
3、反应。燃料电池本身不参与反应。燃料电池常用的燃料有常用的燃料有H2、CH4、C2H4、CH3OH等可燃性物质等可燃性物质,在反在反应中燃料一般表现为失去电子应中燃料一般表现为失去电子,在电源负极通入。常用的氧在电源负极通入。常用的氧化剂是氧气化剂是氧气,在反应中表现为得到电子在反应中表现为得到电子,在电源正极通入。在电源正极通入。二、电解池二、电解池1.定义定义:电解池是将电解池是将电电能转化为能转化为化学化学能的装置。能的装置。2.应用。应用。(3)电冶金制活泼金属电冶金制活泼金属(Na、Mg、Al、Ca等等)。 阳极阳极(发生氧化反应发生氧化反应):2O2-4e-O2,阴极阴极(发生还原反
4、应发生还原反应):Al3+3e-Al。电解熔融的氯化钠、氯化镁、氯化钙可分别得到钠、镁、电解熔融的氯化钠、氯化镁、氯化钙可分别得到钠、镁、钙的单质和氯气。钙的单质和氯气。【效果自测】【效果自测】 1.判断正误判断正误,正确的画正确的画“ ”,错误的画错误的画“”。(1)锌锰干电池工作一段时间后石墨棒变细。锌锰干电池工作一段时间后石墨棒变细。()(2)氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能。氢氧燃料电池是将热能直接转变为电能。()(3)充电电池可以无限制地反复充电、放电。充电电池可以无限制地反复充电、放电。()(4)氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率高。氢氧燃料电池比氢气直接燃烧发电能量利用率
5、高。( )(5)电解池是将电能转化为化学能的装置。电解池是将电能转化为化学能的装置。()(6)电解池与原电池一样电解池与原电池一样,都需要自发进行的氧化还原反应。都需要自发进行的氧化还原反应。() 2.1800年伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆年伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆产生了电流产生了电流,这个装置后来称为伏打电池这个装置后来称为伏打电池(也叫伏打电堆也叫伏打电堆),如如下图所示下图所示。观察示意图观察示意图,思考回答下列问题思考回答下列问题:(1)负极是负极是,电极反应电极反应: 。 (2)正极是正极是。 (3)猜测得电子发生还原反应的物质可能是猜测得电子发生还原
6、反应的物质可能是。 答案答案:(1)ZnZn-2e-Zn2+ (2)Cu (3)氧气氧气3.金属钠通过电解熔融的氯化钠制备金属钠通过电解熔融的氯化钠制备,其电解反应方程式为其电解反应方程式为。 4.铅酸蓄电池是常用的化学电源铅酸蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是其电极材料分别是Pb和和PbO2,电解质溶液为稀硫酸电解质溶液为稀硫酸,该电池工作时发生的总反应为该电池工作时发生的总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。试回答下列问题。试回答下列问题:(1)铅酸蓄电池的负极材料是铅酸蓄电池的负极材料是, 正极材料是正极材料是。 (2)电池工作时电池工作时, 溶液溶液中中 移
7、移向向极。极。 (3)电池工作时电池工作时,电解质溶液的电解质溶液的c(H+)(填填“增大增大”“减小减小”或或“不变不变”)。 (4)若有若有1 mol电子从某电极流出电子从某电极流出,则参加反应的则参加反应的H2SO4是是 mol,负极的质量变化是负极的质量变化是(填填“增大增大”或或“减小减小”) g。 答案答案:(1)PbPbO2 (2)负负 (3)减小减小 (4)1增大增大48解析解析:(1)铅酸蓄电池放电时是原电池。根据电池总反应及铅酸蓄电池放电时是原电池。根据电池总反应及原电池原理原电池原理,负极发生氧化反应负极发生氧化反应,Pb为负极为负极;正极发生还原反正极发生还原反应应,P
8、bO2为正极。为正极。(2)原电池工作时原电池工作时,溶液中阴离子移向负极。溶液中阴离子移向负极。(3)由电池总反应可知由电池总反应可知H2SO4参加反应参加反应,且生成且生成H2O,所以溶液所以溶液中中c(H+)减小。减小。(4)根据总反应式根据总反应式,若从负极流出若从负极流出1 mol电子电子,参参加反应的加反应的H2SO4是是1 mol,负极有负极有0.5 mol Pb转化为转化为PbSO4,负极负极增大质量即为增大质量即为0.5 mol 的质量的质量,即即48 g。 探究任务探究任务 化学电源化学电源电极反应式的电极反应式的书写书写问题引领问题引领如图所示如图所示,可形成氢氧燃料电可
9、形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸池。通常氢氧燃料电池有酸式式(当电解质溶液为硫酸时当电解质溶液为硫酸时)和和碱式碱式当电解质溶液为当电解质溶液为NaOH(aq)或或KOH(aq)时时两种。两种。氢氧燃料电池示意图氢氧燃料电池示意图1.酸式氢氧燃料电池的电极反应和总反应方程式如何书写酸式氢氧燃料电池的电极反应和总反应方程式如何书写?电解质溶液中电解质溶液中c(H+)如何变化如何变化?提示提示:负极负极:2H2-4e-4H+,正极正极:O2+4H+4e-2H2O,总总反应反应:2H2+O22H2O,电解质溶液的电解质溶液的pH变大。正极上变大。正极上,O2得得电子变为电子变为O2-,溶液中溶
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