湖南省永州市高中化学 第四章 电化学基础 4.2 化学电源教学课件 新人教版选修4.ppt

化学电源 第二节 几种常见电池和新型电池 干电池 普通锌 锰电池 碱性锌 锰电池蓄电池 铅蓄电池 镍 镉可充电电池 银锌钮扣电池等锂电池 新型燃料电池 氢氧燃料电池 甲烷燃料电池 熔融盐燃料电池等 2 普通锌锰电池 碱性电池 镍镉电池 小型高性能燃料电池 镍氢电池 纽扣电池 索尼数码相机锂电池 化学电池分类 电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后 就不能再次利用 又称充电电池或蓄电池在放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生 恢复工作能力 可多次重复使用 是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源 又称连续电池 铅蓄电池 锌银蓄电池 镍镉电池 锂离子电池 氢气 甲醇 天然气 煤气与氧气组成燃料电池 干电池 普通锌锰电池 碱性锌锰电池 锌银纽扣电池 一 化学电池 阅读课文p74页并回答下列问题 1 化学电池与其它能源相比有哪些优点 2 判断电池的优劣标准主要是什么 能量转换效率高 供能稳定可靠 使用方便 易于维护 并可在各种环境下工作 比能量的大小 单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率的大小 输出功率的大小电池的存储时间的长短 一 一次电池 总反应 zn 2nh4cl 2mno2 mn2o3 zncl2 2nh3 h2o 负极 正极 zn 2e zn2 2nh4 2mno2 2e mn2o3 2nh3 h2o 负极材料 zn正极材料 石墨电解质溶液 nh4cl和mno2的糊状物 zn 2oh 2e zn oh 2 2mno2 2h2o 2e 2mnooh 2oh 总反应 zn 2mno2 2h2o 2mnooh zn oh 2 碱性电池 碱性锌锰电池 zn koh mno2 氢氧化氧锰 负极 正极 7 锌银电池 纽扣电池 zn koh ag2o 总反应 zn ag2o h2o zn oh 2 2agzn 2oh 2e zn oh 2ag2o h2o 2e 2ag 2oh 负极 zn 正极 ag2o 8 铅蓄电池 二 二次电池 总反应 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o负极 pb pb so42 2e pbso4正极 pbo2 pbo2 4h so42 2e pbso4 2h2o 铅蓄电池放电的电极反应 pb h2so4 pbo2 思考 1 放电过程中溶液的ph如何变化 2 放电过程中两个电极板质量如何变化 10 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 2h2so4 aq 铅蓄电池充电的反应 接电源负极 接电源正极 铅蓄电池的充放电过程 11 纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银 电解质溶液为koh溶液 放电时两个电极反应分别为 zn 2oh 2e zn oh 2ag2o h2o 2e 2ag 2oh 下列说法正确的是 a 溶液中oh 向正极移动 k h 向负极移动b 锌发生还原反应 氧化银发生氧化反应c 锌是负极 氧化银是正极d 在电池放电过程中 电解质溶液的酸碱性基本保持不变 c 12 1 氢氧燃料电池 酸性电解质 碱性解质负极 2h2 4e 4oh 4h2o正极 o2 2h2o 4e 4oh 总反应 2h2 o2 2h2o 负极 2h2 4e 4h 正极 o2 4h 4e 2h2o 总反应 2h2 o2 2h2o 阅读 p77 78了解燃料电池的优点 三 燃料电池 燃料电池的规律 燃料做负极 助燃剂氧气为正极 电极材料一般不参加化学反应 只起传导电子的作用 能量转化率高 超过80 普通的只有30 有利于节约能源 燃料电池与前几种电池的差别 氧化剂与还原剂在工作时不断补充 反应产物不断排出 负极 ch4 10oh 8e co32 7h2o正极 o2 2h2o 4e 4oh 总反应式 ch4 2o2 2koh k2co3 3h2o 2 以甲烷作燃料的燃料电池 电极为金属铂 电解质为koh 在两极分别通入甲烷和氧气 3 铝 空气 海水电池 负极 4al 12e 4al3 正极 3o2 6h2o 12e 12oh 总反应式为 4al 3o2 6h2o 4al oh 3 我国首创以铝 空气 海水为材料组成的新型燃料电池 用作航海标志灯 以取之不尽的海水为电解质 以li2co3和na2co3的熔融盐混合物作电解质 一极通co气体 另一极通o2和co2的混合气体 制作650 时工作的燃料电池 其电池总反应是2co o2 2co2 则下列说法中正确的是 a 电池工作时 co32 向正极移动b 负极电极反应是 o2 2co2 4e 2co32 c 熔融盐中co32 的物质的量在工作时变小d 该电池工作过程中需不断补充co和o2 co2可循环利用 d 一种新型燃料电池 以丙烷气体为燃料 电池中的一极通入空气 另一极通入丙烷气体 电解质是固态氧化物 在熔融状态下能传导o2 下列对该燃料电池的说法不正确的是 a 通丙烷的电极为电池负极 发生的电极反应为 c3h8 20e 10o2 3co2 4h2ob 该电池的总反应是 c3h8 5o2 3co2 4h2oc 电路中每通过5mol电子 约有5 6l标准状况下的丙烷被完全氧化d 在熔融电解质中 o2 由负极移向正极 d 4 新型燃料电池 燃料电池是继水力 火力 核能发电之后的第四类发电 化学能发电 人类社会发展到今天 主要能源仍是矿物燃料 能量利用率不超过40 在电池中燃料直接氧化而发电的装置就是燃料电池 通常的燃料是 氢气 丙烷 甲醇等 氧化剂为空气中的氧气或纯氧 减少污染节约资源 小结 书写电极方程式注意事项 1 电极反应是一种离子反应 遵循书写离子反应的所有规则 如 拆 平 2 将两极反应的电子得失数配平后 相加得到总反应 总反应减去一极反应即得到另一极反应 3 负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物 与溶液的酸碱性有关 如 zn2 在碱性环境中以zn oh 2形式存在 1 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池 它可以取代会产生镉污染的镉镍电池 氢镍电池的总反应式是根据此反应式判断 下列叙述中正确的是 a 电池放电时 电池负极周围溶液的ph值不断增大b 电池放电时 镍元素被氧化c 电池充电时 氢元素被还原d 电池放电时 h2是负极 2 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气 已知铅蓄电池放电时发生如下反应 负极 pb so42 2e pbso4正极 pbo2 4h so42 2e pbso4 2h2o今若制得cl20 050mol 这时电池内消耗n h2so4 至少是 a 0 025molb 0 050molc 0 10mold 0 20mol cd c 3 碱性电池具有容量大 放电电流大的特点 因而得到广泛应用 锌 锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液 电池总反应式为 zn s 2mno2