高中化学《发展中的化学电源》课件必修.ppt

发展中的化学电源 复习 原电池工作原理 1 构成条件1 活泼性不同的两电极2 电解质溶液3 形成闭合回路 导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液4 自发的氧化还原反应 本质条件 2 工作原理 正极反应 得到电子 还原反应 负极反应 失去电子 氧化反应 3 离子的移动方向 阳离子移向带负电的正极 阴离子移向带正电的负极 二 发展中的化学电源 问 课本中对化学电池如何分类 举出各类电池的具体电池名称 化学电池的分类 干电池 充电电池 燃料电池 锌锰电池 碱性锌锰电池 铅蓄电池 镍镉电池 锂电池 氢氧燃料电池 甲烷燃料电池 负极 Zn Zn 2e Zn2 电极反应 锌 锰干电池 1 干电池 一次电池 改进后的优点 电流稳定 放电容量 时间增大几倍 不会气涨或漏液 改进方法 将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH 并在结构上作了改进 制成碱性锌锰电池 缺点 放电量小 放电过程中易气涨或漏液 锌锰电池有什么缺点 如何改进 碱性锌锰干电池 负极 Zn 2OH 2e Zn OH 2正极 2MnO2 H2O 2e Mn2O3 2OH 总反应 Zn 2MnO2 H2O Zn OH 2 Mn2O3 随着用电器朝着小型化 多功能化发展的要求 对电池的发展也提出了小型化 多功能化发展的要求 体积小 性能好的碱性锌 锰电池应运而生 这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性 负极也由锌片改为锌粉 反应面积成倍增长 使放电电流大幅度提高 1 平时电池应存放在干燥 通风的地方 避免潮湿和阳光照射 且保存时间不宜过长 长期存放会因外界因素的影响 如潮湿 尘埃等 以及内部自身的缓慢的化学反应而自行消耗 造成电能下降 2 电池的电能耗尽时应及时更换 不要将废电池留在电器内 以防电池中的电解液溢出 腐蚀电器 较长时间不用时 也应将电池从电器的电池仓中取出另外存放 3 使用多节电池的电器 更换电池时 应全部更换 不可留下部分旧电池与新电池混用 因为电池用旧后 其内阻较大 新旧电池混用时 旧电池实际上不能起电源的作用 却相当于在电路上串联了一个电阻 加速了新电池的电能消耗 锌锰干电池使用和保存是应注意什么 一次电池用过之后不能复原 因为一次电池中的氧化还原反应是不可逆的 放完电之后就不能再使用 二次电池充电后能继续使用 二次电池中的氧化还原反应是可逆的 它在放电时所进行的氧化还原反应 在充电时可以逆向进行 使生成物恢复原状 一次电池和二次电池用何区别 原因何在 2 充电电池 充电电池又称 能够重复使用至一定的周期 1 铅蓄电池 最早使用的充电电池 在正极板上有一层棕褐色的PbO2 负极板是海绵状的金属铅 两极均浸入硫酸溶中 二次电池 已知铅蓄电池的两个极板发生氧化还原反应 材料分别为PbO2和金属铅 两极均浸入硫酸溶中 试分析充放电时化合价如何变化 铅蓄电池 2 镍镉充电电池 它是一种体积少 具有残留性记忆的充电电池 可重复使用500次以上 它以Cd为负极 NiO OH 为正极 KOH为电解质 广泛用于收录机 无线对讲机 电子闪光灯 电动剃须刀等 但镉是重金属离子 致癌 会严重污染环境 3 锂离子电池 它是新一代可充电的绿色电池 现已成为笔记本电脑 移动电话 摄像机等低功耗电器的主流 锂电池 锂是密度最小的金属 用锂作为电池的负极 跟用相同质量的其他金属作负极相比较 使用寿命大大延长 燃料电池不是把还原剂 氧化剂物质全部贮藏在电池内 而是在工作时 不断从外界输入 同时将电极反应产物不断排出电池 高效 环境友好它的电极材料一般为活性电极 具有很强的催化活性 如铂电极 活性炭电极等 3 燃料电池 3 燃料电池 氢氧燃料电池 是一种连续地将燃料和氧化剂的反应的化学能转换成电能的化学电池 能源利用率高 环保 总反应 2H2 O2 2H2O正极 O2 4H 4e 2H2O负极 2H2 4e 4H 可供选择的燃料很多 如氢气 烃类 肼 甲醇 氨 煤气等液态或气态的燃料 总反应 2H2 O2 2H2O正极 O2 2H2O 4e 4OH 负极 2H2 4OH 4e 4H2O 碱性电解质 酸性电解质 燃料电池优点突出 是当前各国努力开发的新型电池之一 在某些领域已经投入使用或正在进行投入使用的试验阶段 3燃料电池 减少污染节约资源 例 1969年美国 阿波罗11号 登月成功 飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池 其构造如图示 两个电极均由多孔性碳制成 通入的气体由孔隙逸出 并在电极表面放电 a是极 b是极 负 正 1 干电池与充电电池的本质区别在于 而燃料电池与干电池或蓄电池的主要差别在于 内部的氧化还原反应是否可逆 反应是否能连续进行 2 科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料 依靠人体内液