高中化学人教版 (2019)选择性必修1实验活动2 强酸与强域的中和滴定获奖课件ppt

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1.普通锌锰干电池(1)构造示意图
(2)特点:放电之后不能充电,故称为一次电池。2.充电电池——二次电池(1)特点:放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以　　 进行,使电池恢复到放电前的状态。 (2)实例:　　　　　　电池、　　　　电池、　　　　　　电池等。 
一、化学电池将　　　　能转化为　　能的装置。 1.分类
2.优点具有　　　　　　　　　高,供能稳定可靠,使用方便,易于维护等优点。 
3.判断电池优劣的主要标准(1)比能量:即单位质量或单位体积所能输出电能的多少,单位“(W·h)/kg”或“(W·h)/L”。(2)比功率:即单位质量或单位体积所能输出功率的大小,单位“W/kg”或“W/L”。(3)电池可储存时间的长短。
二、几种常见的化学电池1.一次电池(以碱性锌锰电池为例)(1)构造:
(2)组成:正极:　　　　;负极:　　;电解质:　　　　。 (3)工作原理:负极反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　; 正极反应:　 ; 总反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。
Zn+2OH--2e-==Zn(OH)2
2MnO2+2e-+2H2O==2MnO(OH)+2OH-
2.二次电池(以铅酸蓄电池为例)(1)构造:
(2)组成:正极:　　　　;负极:　　　;电解质:　　　　　。 
(3)工作原理:铅酸蓄电池是最常见的二次电池,其电极反应分为放电和充电两个过程。①放电过程的电极反应、总反应:负极:　 ; 正极:　 ; 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。②充电过程的电极反应、总反应:阴极:　　　　　　　　　　　　　　　　　(还原反应); 阳极:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(氧化反应); 总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。③铅酸蓄电池的充、放电过程:
【微思考1】铅酸蓄电池在放电一段时间后,正极、负极的质量将如何变化?
答案:铅酸蓄电池放电时,正极部分PbO2变为PbSO4,质量变大;负极部分Pb变为PbSO4,质量也变大。
3.燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)(1)构造:
(2)工作原理:负极反应:　 ; 正极反应:　 ; 电池反应:　 。 
H2-2e-==2H+
【微思考2】原电池的电极材料都必须是金属吗?正极、负极材料可以是同一种导电物质吗?
答案:原电池的电极材料可以是两种活动性不同的金属,也可以是一种金属与一种可导电的惰性材料(如石墨)。在燃料电池中,电极本身均不发生反应,故两极均可用惰性材料,如Pt电极。
三、废旧电池的危害与处理1.危害:废旧电池中常含有重金属、酸和碱等物质,如随意丢弃,会对生态环境和人体健康造成危害。2.处理方法:回收处理。
(1)碱性锌锰电池、铅酸蓄电池、锂离子电池都属于二次电池。 (　　)(2)二次电池充电时,化学能转化为电能。 (　　)(3)二次电池充电时发生的反应不能自发进行。 (　　)(4)某些导电非金属单质、某些导电金属氧化物都可作原电池的电极。 (　　)(5)燃料电池工作时需要点燃条件才可发生。 (　　)(6)燃料电池的燃料可以是氢气、烃、甲醇、氨等物质。 (　　)
答案:(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)√
化学电源电极反应式的书写问题探究1.溶液的酸碱性对书写电极反应式有何影响?2.根据铅酸蓄电池正、负极和阴、阳极的电极反应式找出二次电池的放电、充电过程中电极反应的对应关系。
答案:在书写电极反应式时一定要注意电解质溶液的酸碱性。碱性电解质溶液中,电极反应式中不能出现H+;酸性电解质溶液中,电极反应式中不能出现OH-。
答案:二次电池放电时的负极反应与充电过程中阴极反应是互逆过程;放电时的正极反应与充电过程中的阳极反应是互逆过程。所以根据放电时的电极反应式很容易确定充电时的电极反应式。
深化拓展化学电源电极反应式的书写(1)根据装置书写电极反应式先分析题目给定的图示装置,确定原电池正、负极上的反应物质。 ①负极:活泼金属或燃料失去电子生成阳离子;若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存,则该阴离子应写入负极反应式。
②正极:阳离子得到电子生成单质或O2得到电子,若反应物是O2,则有以下规律:电解质溶液呈碱性或中性:O2+2H2O+4e-=4OH-;电解质溶液呈酸性:O2+4H++4e-=2H2O。③总反应式:正、负电极反应式在得失电子相等的前提下相加得到电池反应的总方程式。
(2)给出总反应式,写电极反应式如果给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),先写出反应相对较简单的一极的电极反应式,另一极的电极反应式可用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。(3)可充电电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时,要明确电池和电极,放电时为原电池,充电为放电的逆过程。①放电时的负极与充电时的阳极均发生氧化反应,对应元素化合价升高。②放电时的正极与充电时的阴极均发生还原反应,对应元素化合价降低。
(4)电极反应式的书写过程归纳①列物质,标得失:根据负极(阳极)发生氧化反应,正极(阴极)发生还原反应,判断出电极的产物,分析得失电子的数目,利用得失电子守恒配平。②选离子,配电荷:根据溶液的酸碱性选择合适的离子,确保电极产物能在电解质溶液中稳定存在,然后利用电荷守恒进行配平。③巧用水,配个数:通常介质为水溶液,根据需要选择水为反应物或生成物,利用质量守恒进行配平。
素能应用典例1在碱性锌锰电池中,已知氢氧化钾为电解质,发生的电池总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列有关该电池的电极反应式的书写正确的是(　　)A.负极反应式为Zn-2e-=Zn2+B.负极反应式为Zn+2H2O-2e-=Zn(OH)2+2H+C.正极反应式为2MnO2+2H++2e-=2MnO(OH)D.正极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
答案:D　 解析:在书写碱性电池的电极反应式时,方程式中不得出现H+。在碱性锌锰电池中,负极的Zn失去电子形成的Zn2+应该与OH-结合为Zn(OH)2。
变式训练1(2019全国Ⅲ)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如下图
ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
下列说法错误的是(　　)
A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区
常见的燃料电池问题探究1.燃料电池的两电极反应有何特点?2.氢氧燃料电池在酸性电解质和碱性电解质中的总反应实质相同吗?
答案:两个电极均为惰性电极,本身不参与反应。在反应中燃料一般表现为失去电子,通入负极。常用的氧化剂是氧气,在反应中表现为得到电子,通入正极。
答案:相同,都为2H2+O2==2H2O。
深化拓展常见燃料电池的电极反应在燃料电池中,电解质溶液参与电极反应,电解质酸碱性的改变,会引起电极反应的变化,但不影响燃料及O2的性质。电极反应在遵守质量守恒定律、电荷守恒、电子得失守恒的同时,还要特别考虑电解质溶液是否参与反应。(1)甲烷燃料电池。电解质:KOH
(4)熔融盐燃料电池。熔融盐燃料电池具有较高的发电效率,因而受到重视。可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极反应物,空气与CO2的混合气为正极反应物,制得在650 ℃下工作的燃料电池。有关的电池反应式为:
素能应用典例2一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是(　　)
书写燃料电池的电极反应式应注意的问题(1)电池的负极一定是可燃性气体失电子,发生氧化反应。电池的正极一定是助燃性气体(一般是O2)得电子,发生还原反应。(2)电极材料一般不参加化学反应,只起传导电子的作用。(3)电极反应式作为一种特殊的离子方程式,也必须遵循原子守恒、电荷守恒规律。
变式训练2氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图,该电池电极表面镀了一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　　　　　　,在导线中电子的流动方向为　　　　(用a、b表示)。电池中的交换膜为阴离子交换膜,则溶液中OH-的移动方向为由　　　　池移向　　　　池(填“左”或“右”)。 (2)负极反应式为　　　　　　　　　　,正极反应式为　 。 
答案:(1)化学能转化为电能 A→b　右　左(2)2H2+4OH--4e-==4H2O　O2+2H2O+4e-==4OH-解析:(1)原电池的实质是把化学能转化为电能;在原电池中,电子从负极经导线流向正极,氢氧燃料电池中通入H2的一极是负极,故电子由a流向b;溶液中OH-的移动方向为由右池移向左池。(2)H2在负极上失电子,因为电解质溶液是KOH溶液,故正极反应式为O2+2H2O+4e-==4OH-,负极反应式为2H2+4OH--4e-==4H2O。
1.下列说法中错误的是(　　)A.化学电池是将化学能转变成电能的装置B.化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C.化学电池供能稳定可靠,使用方便,易于维护D.废旧电池可以随意丢弃
2.下列几种化学电池中,不属于可充电电池的是(　　)A.碱性锌锰电池B.手机用锂离子电池C.汽车用铅酸蓄电池D.玩具用镍氢电池
解析:A项,碱性锌锰电池属于一次电池,不属于可充电电池,正确;B项,手机用锂离子电池属于可充电电池,错误;C项,汽车用铅酸蓄电池属于可充电电池,错误;D项,玩具用镍氢电池属于可充电电池,错误。
3.(双选)(2019海南卷)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液。电池总反应为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2,下列说法正确的是(　　)A.电池工作过程中,KOH溶液浓度降低B.电池工作过程中,电解质溶液中OH-向负极移动C.负极发生反应Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2D.正极发生反应Ag2O+2H++2e-=2Ag+H2O
答案:BC　解析:从电池总反应方程式分析,KOH未被消耗,H2O被消耗,溶液KOH的浓度增大,A项错误;负极发生反应Zn+2OH--2e-==Zn(OH)2,OH-向负极移动,B、C项正确;电解质溶液为KOH溶液,正极反应中不应出现H+,正确的应为Ag2O+2H2O+2e-==2Ag+4OH-,D项错误。
A.通氧气的电极为负极B.参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2C.放电一段时间后,KOH的物质的量浓度不变
答案:B　解析:原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,通氧气的一极为正极,选项A不正确;根据电极反应式和电子守恒可知,参加反应的氧气与C2H6的物质的量之比为7∶2,选项B正确;C项,由电极反应式可知,放电一段时间后,KOH的物质的量浓度减小,选项C不正确;C 向负极移动,选项D不正确。
5.铅酸蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4溶液,工作时的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。下列结论正确的是(　　)A.Pb为正极被氧化B.溶液的pH不断减小
D.电解质溶液的密度不断减小