《化学电源》

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1、第四章第四章 电化学基础电化学基础第2节 化学电源1.了解化学电源的种类及其工作原理,知道化学电源在生产、生活和国防中的实际应用。2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。3.掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理,会书写电极反应式。从生活中的电池出发，归纳出原电池的三种形式一次电池、二次电池、然料电池。一次电池具体探讨了普通干电池和碱性干电池，工作原理和电池结构，电极方程式书写是难点，最后归纳出各自的优点和缺点。二次电池也叫可充电电池，具体探讨了使用比较广泛的铅蓄电池，电池结构和工作原理，充电和放电电极方程式的书写，归纳出该电池的优缺点。以点带面的引出其他二次电池镍镉电池、镍氢

2、电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池。燃料电池详细讲解了氢氧燃料电池，介质不同电极方程式不同，借助视频化解电极方程式书写这个难点。在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？电池化学电池太阳能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置碱性锌锰电池、锌银电池、铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。广泛应用于通讯、交通、文化、办公及家用电子产品。高科技、军事、生产行业也有特殊应用。化学电池的分类化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池也叫干电池也叫充电电池或蓄电池一、一次电池介绍一次电池普通锌锰

3、干电池碱性锌锰电池锌银电池锂电池普通锌锰干电池锌锰干电池简介http:/ 写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式。负极正极总反应通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了？我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2锌筒变软，电池表面变得不平整MnO2锌粉和KOH的混合物MnO2金属外壳碱性锌锰电池负极：负极：Zn+2OH 2e=Zn(OH)2 正极：正极：2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH 总反应：总反应：Zn+2Mn

4、O2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 锌银电池负极：Zn+2OH 2e=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag 这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。锂电池锂电池以金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酰氯（SOCl2）中组成负极：8Li 8e=8Li+正极：3SOCl2+8e=SO32+2S+6Cl总反应：8Li+3SOCl2=6Li+Li2SO3+2S 二、二次电池介绍二次电池铅蓄电池镉镍电池氢镍

5、电池锌银电池锂离子电池聚合物锂离子电池铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池1.铅蓄电池1)正负极材料正极：PbO2负极：Pb2)工作机制电解质：H2SO4溶液铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程二、二次电池阴极 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极 PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2 H2SO4(aq)铅蓄电池充电的反应：可以把上述反应写成一个可逆反应方程式：Pb(s)+PbO2(s)+2 H2SO4(aq)2P

6、bSO4(s)+2H2O(l)放电充电还原反应氧化反应放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)氧化反应 还原反应负极：放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电过程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)还原反应阴极：阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s

7、)+4H+(aq)+SO42-(aq)氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)铅蓄电池的充放电过程：放电充电3)优缺点简析缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池大有发展前景的燃料电池 燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近80%，约为火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池

8、的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的 大致情况如下：燃料电池 优点：能量转化率高，可持续使用，对环境友好 用途：宇宙飞船，应用前景广阔负极:2H2+4OH-4e-4H2O 正极:O2+2H2O4e-4OH-总反应方程式：2H2O22H2O（-）Ni（多孔）KOH（溶液）NiO2(+）氢氧燃料电池视频http:/ 酸性酸性负极负极正极正极中性中性负极负极 正极正极碱性碱性负极负极正极正极2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=4H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=

9、4OH-2H2+4OH-4e-=4H2O O2+2H2O+4e-=4OH-固体燃料电池介质介质电池反应：电池反应：2H2+=2H2O 负负极极正正极极负负极极 正正极极2H2-4e-+2O2=2H2O O2+4e-=2O2 2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O 航天技术上使用的一种电池，它具有高能、轻便、不污染环境等优点。用Pt做电极，KOH溶液做电解液，因其反应与氢氧燃烧相似，故称为氢氧燃烧电池。请写出各电极的电极反应。氢氧燃料电池若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应Pt电极H2O2氢氧燃料电池模拟KOH将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成

10、原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为_，这一极的电极反应为_；通入氧气的一极为_，电极反应为_，总反应为_。负极CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O正极O2+4e-+2H2O=4OH-CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应1.蓄电池在放电时是起原电池作用，充电时是起电解池作用，爱迪生电池分别在充电和放电时发生的反应为：根据爱迪生蓄电池的原理作出的下列判断中错误的是（）放电时，Fe为负极，NiO2为正极充电时阳极上的电极反应为：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H

11、2O放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动。蓄电池的电极必须浸在某种酸性溶液中蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中A.和 B.只有 C.和 D.和 A2.下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示下列叙述正确的是 ()Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH-4 e2H2O 2C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源AD3.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用Li2CO3和NaLi2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为燃气，空气与CO2的混合气为助燃气，制得在650下工作的燃料电池。下列说法正确的是（）A.正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-B.负极反应式：CO+CO32-2e-=2CO2 C.燃料电池工作时CO32-离子向正极迁移 D.燃料电池的总反应为2CO+O2=2CO2 BD